问题
解答题
已知函数 f(x)=
(Ⅰ)若函数 f(x)在x=2处有极值,求m 的值; (Ⅱ)当 m≤0时,讨论函数 f(x)的单调性; (Ⅲ)求证:当 m=-2时,对任意的 x1,x2∈(0,+∞),且x1≠x2,有
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答案
(Ⅰ)f′(x)=x-
+m-1m x
∵函数 f(x)在x=2处有极值∴f′(2)=2-
+m-1=0m 2
∴m=-2,经检验m=-2符合题意.∴m=-2.
(Ⅱ)∵f′(x)=x-
+m-1=m x
=x2+(m-1)x-m x (x-1)(x+m) x
∴(1)当-1<m≤0时,若x∈(0,-m)时,f′(x)>0,f(x)为增函数;
当x∈(-m,1)时,f'(x)<0,f(x)为减函数;
当x∈(1,+∞)时,f'(x)>0,f(x)为增函数.
(2)当m=-1时,f′(x)=
≥0,f(x)在(0,+∞)上为增函数.(x-1)2 x
(3)当m<-1即-m>1时,x∈(0,1)时,f'(x)>0,f(x)为增函数;
当x∈(1,-m)时,f'(x)<0,f(x)为减函数;
当x∈(-m,+∞)时,f'(x)>0,f(x)为增函数.
(Ⅲ)当m=-2时,函数f(x)=
x2+2lnx-3x.1 2
构造辅助函数g(x)=f(x)+x,并求导得
g'(x)=x+
-2=2 x
=x2-2x+2 x (x-1)2+1 x
∴g'(x)>0,g(x)为增函数.
∴对任意0<x1<x2,都有g(x1)<g(x2)成立,
即f(x1)+x1<f(x2)+x2.
即f(x1)-f(x2)>x1-x2.
又∵x1-x2<0,
∴
>-1(14分)f(x2)-f(x1) x2-x1