已知函数f(x)=x2-mx(m∈R),g(x)=lnx.
(1)记h(x)=f(x)-g(x),当m=1时,求函数h(x)的单调区间;
(2)若对任意有意义的x,不等式f(x)>g(x)恒成立,求m的取值范围;
(3)求证:当m>1时,方程f(x)=g(x)有两个不等的实根.
(1)当m=1时,h(x)=x2-x-lnx(x>0),h′(x)=2x-1-
=1 x
=2x2-x-1 x
(x>0),…(3分)(x-1)(2x+1) x
当0<x<1时,h'(x)<0,∴h(x)的单调减区间为(0,1);…(4分)
当x>1时,h'(x)>0,∴h(x)的单调增区间为(1,+∞).…(5分)
(2)f(x)>g(x)等价于x2-mx>lnx,其中x>0,∴m<
=x-x2-lnx x
…(6分)lnx x
令t(x)=x-
,得t′(x)=lnx x
,…(7分)x2+lnx-1 x2
当0<x<1时,t'(x)<0,当x>1时,t'(x)>0,
∴m<t(x)min=t(1)=1,
∴m<1…(10分)
(3)设h(x)=f(x)-g(x)=x2-mx-lnx,,其中x>0.
∵h′(x)=2x-m-
=1 x
=0,等价于2x2-mx-1=0,2x2-mx-1 x2
此方程有且只有一个正根为x0=
,…(11分)m+ m2+8 4
且当x∈(0,x0)时,h'(x)<0,
∴h(x)在(0,x0)上单调递减;
当x∈(x0,+∞)时,h'(x)>0,
∴h(x)在(x0,+∞)上单调递增;
∴函数只有一个极值h(x)min=h(x0)=x02-mx0-lnx0.…(12分)
当m>1时,x0=
,关于m在(1,+∞)递增,m+ m2+8 4
∴x0∈(1,+∞),lnx0>0.…(13分)
∵m>1,∴(m2+8)-9m2=8(1-m2)<0,
<3m∴x0-m=m2+8
-m=m+ m2+8 4
<0,…(14分)
-3mm2+8 4
h(x)min=h(x0)=x02-mx0-lnx0=x0(x0-m)-lnx0<0,…(15分)
当m>1时,方程f(x)=g(x)有两个不等的实根.…(16分)