问题
解答题
已知函数f(x)=mlnx+(m-1)x(m∈R).
(Ⅰ)当m=2时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(Ⅱ)讨论f(x)的单调性;
( III)若f(x)存在最大值M,且M>0,求m的取值范围.
答案
(Ⅰ)当m=2时,f(x)=2lnx+x.f′(x)=
+1=2 x
.x+2 x
所以f'(1)=3.
又f(1)=1,
所以曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程是y-1=3(x-1),即3x-y-2=0.
(Ⅱ)函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=
+m-1=m x
.(m-1)x+m x
当m≤0时,由x>0知f′(x)=
+m-1<0恒成立,m x
此时f(x)在区间(0,+∞)上单调递减.
当m≥1时,由x>0知f′(x)=
+m-1>0恒成立,m x
此时f(x)在区间(0,+∞)上单调递增.
当0<m<1时,由f'(x)>0,得x<
,由f'(x)<0,得x>m 1-m
,m 1-m
此时f(x)在区间(0,
)内单调递增,在区间(m 1-m
,+∞)内单调递减.m 1-m
( III)由(Ⅱ)知函数f(x)的定义域为(0,+∞),
当m≤0或m≥1时,f(x)在区间(0,+∞)上单调,此时函数f(x)无最大值.
当0<m<1时,f(x)在区间(0,
)内单调递增,在区间(m 1-m
,+∞)内单调递减,m 1-m
所以当0<m<1时函数f(x)有最大值,最大值M=f(
)=mlnm 1-m
-m.m 1-m
因为M>0,所以有mln
-m>0,解之得m>m 1-m
.e 1+e
所以m的取值范围是(
,1).e 1+e