问题
解答题
已知函数f(x)=ln
(I)若f(x)为定义域上的单调函数,求实数m的取值范围; (II)当m=1,且1≥a>b≥0时,证明:
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答案
(I)f(x)=ln
+mx=1+2x
ln(1+2x)+mx(x>-1 2
),1 2
∴f′(x)=
+m. 1 1+2x
对x>-
,1 2
>0,故不存在实数m,1 1+2x
使f′(x)=
+m<0对x>-1 1+2x
恒成立,1 2
由f′(x)=
+m≥0对x>-1 1+2x
恒成立得,1 2
m≥-
对x>-1 1+2x
恒成立1 2
而-
<0,故m≥01 1+2x
经检验,当m≥0时,f′(x)=
+m>0对x>-1 1+2x
恒成立1 2
∴当m≥0时,f(x)为定义域上的单调递增函数.
(II)证明:当m=1时,令g(x)=f(x)-
x=4 3
ln(1+2x)-1 2
x1 3
g′(x)=
-1 1+2x
=1 3
,2(1-x) 3(1+2x)
在[0,1]上总有g′(x)≥0,
即g(x)在[0,1]上递增
∴当1≥a>b≥0时,g(a)>g(b),
即f(a)-
a>f(b)-4 3
b⇒4 3
>f(a)-f(b) a-b
. 4 3
令h(x)=f(x)-2x=
ln(1+2x)-x,1 2
由(2)知它在[0,1]上递减,
∴h(a)<h(b)
即f(a)-2a<f(b)-2b⇒
<2f(a)-f(b) a-b
综上所述,当m=1,且1≥a>b≥0时,
<4 3
<2.f(a)-f(b) a-b