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)=

2
x
+1=
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
x
+m-1=
(m-1)x+m
x

当m≤0时,由x>0知f′(x)=

m
x
+m-1<0恒成立,

此时f(x)在区间(0,+∞)上单调递减.

当m≥1时,由x>0知f′(x)=

m
x
+m-1>0恒成立,

此时f(x)在区间(0,+∞)上单调递增.

当0<m<1时,由f'(x)>0,得x<

m
1-m
,由f'(x)<0,得x>
m
1-m

此时f(x)在区间(0,

m
1-m
)内单调递增,在区间(
m
1-m
,+∞)
内单调递减.

( 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,

m
1-m
)内单调递增,在区间(
m
1-m
,+∞)
内单调递减,

所以当0<m<1时函数f(x)有最大值,最大值M=f(

m
1-m
)=mln
m
1-m
-m.

因为M>0,所以有mln

m
1-m
-m>0,解之得m>
e
1+e

所以m的取值范围是(

e
1+e
,1).

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