(1)函数f(x)=(x-1)2+mlnx,可得函数的定义域为(0,+∞)
f′(x)=2(x+1)+==(x>0)
当m>时,可知f′(x)>0对任意x∈(0,+∞)恒成立,
∴函数f(x)在(0,+∞)上是单调递增函数.
(2)由(1)知,当m>时,函数f(x)在(0,+∞)上是单调增函数,没有极值点.
当m=时,f′(x)=≥0,函数f(x)在(0,+∞)上是单调增函数,没有极值点.
当m<时,令f'(x)=0得,x1=,x2=…(6分)
①当m≤0时,x1=≤0∉(0,+∞),则x2=≥1∈(0,+∞),
列表:
x | (0,x2) | x2 | (x2,+∞) |
f'(x) | - | 0 | + |
f(x) | ↘ | 极小值 | ↗ |
由此看出,当m≤0时,f(x)有唯一极小值点
x2=.…(8分)
②当0<m<时,0<x1<x2<1,
列表:
x | (0,x1) | x1 | (x1,x2) | x2 | (x2,+∞) |
f'(x) | + | 0 | - | 0 | + |
f(x) | ↗ | 极大值 | ↘ | 极小值 | ↗ |
由此看出,当
0<m<时,f(x)有极大值点
x1=和极小值点
x2=.
综上,当m≤0时,f(x)有唯一极小值点x2=,
当0<m<时,f(x)有极小值点x1=和极大值点x2=.…(10分)
(3)由(2)知,m=-1时,函数f(x)=(x-1)2-lnx,
此时,函数f(x)有唯一极小值点x==,
当x∈(0,)时,f'(x)<0,f(x)在(0,)上是减函数,
∵n≥3时,0<1<1+<<,
∴f(1+)<f(1),即-ln(1+)<0
∴n≥3时,<ln(n+1)-lnn.
令函数h(x)=(x-1)-lnx(x>0),则h′(x)=1-=
当x>1时,h′(x)>0,h(x)在(1,+∞)上是增函数,
∵n≥3时,1<1+,∴h(1+)>f(1),即-ln(1+)>0
∴n≥3时,ln(n+1)-lnn<
综上,当n≥3,n∈N时,不等式<ln(n+1)-lnn<恒成立.