(Ⅰ)f′(x)=m(x-1)-2+(x>0).
当m=时,f′(x)=,令f′(x)=0,得x1=2,x2=.
f(x),f′(x)的变化情况如下表:
x | (0,) | | (,2) | 2 | (2,+∞) |
f'(x) | + | 0 | - | 0 | + |
f(x) | 单调递增 | 极大值 | 单调递减 | 极小值 | 单调递增 |
所以,当x=2时,函数f(x)取到极小值,且极小值为f(2)=ln2-
.(4分)
(Ⅱ)令f′(x)=0,得mx2-(m+2)x+1=0. (*)
因为△=(m+2)2-4m=m2+4>0,所以方程(*)存在两个不等实根,记为a,b(a<b).
因为m≥1,所以
所以a>0,b>0,即方程(*)有两个不等的正根,因此f′(x)<0的解为(a,b).
故函数f(x)存在单调递减区间.(8分)
(Ⅲ)因为f′(1)=-1,所以曲线C:y=f(x)在点P(1,1)处的切线l为y=-x+2.
若切线l与曲线C只有一个公共点,则方程m(x-1)2-2x+3+lnx=-x+2有且只有一个实根.
显然x=1是该方程的一个根.
令g(x)=m(x-1)2-x+1+lnx,则g′(x)=m(x-1)-1+=.
当m=1时,有g′(x)≥0恒成立,所以g(x)在(0,+∞)上单调递增,所以x=1是方程的唯一解,m=1符合题意.
当m>1时,令g′(x)=0,得x1=1,x2=,则x2∈(0,1),易得g(x)在x1处取到极小值,在x2处取到极大值.
所以g(x2)>g(x1)=0,又当x→0时,g(x)→-∞,所以函数g(x)在(0,)内也有一个解,即当m>1时,不合题意.
综上,存在实数m,当m=1时,曲线C:y=f(x)在点P(1,1)处的切线l与C有且只有一个公共点.(14分)