问题 解答题
已知函数f(x)=
1
2
mx2-2x+1+ln(x+1)(m≥1)

(1)若曲线C:y=f(x)在点P(0,1)处的切线L与C有且只有一个公共点,求m的值;
(2)求证:函数f(x)存在单调减区间[a,b],令t=b-a,求t的取值范围.
答案

(1)易知f(x)定义域(-1,+∞)f/(x)=mx-2+

1
x+1
f/(0)=-1,∴k2=-1∴切线L:y=-x+1

∵切线L与C有且只有一个公共点,∴

1
2
mx2-x+ln(x+1)=0有且只有一个实数解,显然x=0时成立.

g(x)=

1
2
mx2-x+ln(x+1),则g/(x)=mx-1+
1
x+1
=
mx[x-(
1
m
-1)]
x+1

①当m=1时,g′(x)≥0,函数在(-1,+∞)上单调增,x=0是方程唯一实数解;

②当m>1时由g′(x)=0得x1=0,x2=

1
m
-1∈(-1,0),从而有x=x2是极大值点且g(x2)>g(0)=0,又当x→-1时,g(x)→-∝因此g(x)=0在(-1,x2)内也有一解,矛盾

综上知,m=1.

(2)∵f/(x)=

mx2+(m-2)x-1
x+1
(x>-1)∴f′(x)<0⇔mx2+(m-2)x-1<0(x>-1)

令h(x)=mx2+(m-2)x-1<0(x>-1),∴h(x)=0在(-1,+∞)有两个不等实数解a,b,即h(x)=mx2+(m-2)x-1<0(x>-1)得解集为(a,b),故存在单调减区间[a,b],

t=b-a=

1+
4
m2

∵m≥1,∴1<

1+
4
m2
5

t∈(1,

5
]

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