设函数f(x)=lnx+[m/x],m∈R

设函数f(x)=lnx+[m/x],m∈R
(1)当m=e(e为自然对数的底数)时,求f(x)的最小值;
(2)讨论函数g(x)=f′(x)-[x/3]零点的个数;
(3)(理科)若对任意b>a>0,
f(b)−f(a)
b−a
<1恒成立,求m的取值范围.
薛宝钗_ 1年前 已收到1个回答 举报

爱晚了 幼苗

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解题思路:(1)当m=e时,f(x)=
x−e
x2
,x>0,由此利用导数性质能求出f(x)的极小值.
(2)由g(x)=f(x)−
x
3
=[x−mx2
x/3]=0,得m=x−
x3
3
,令h(x)=x-
x3
3
,x>0,m∈R,则h(1)=[2/3],h′(x)=1-x2=(1+x)(1-x),由此利用导数性质能求出函数g(x)=f′(x)-[x/3]零点的个数.
(3)(理)当b>a>0时,f′(x)<1在(0,+∞)上恒成立,由此能求出m的取值范围.

(1)当m=e时,f′(x)=
x−e
x2,x>0,
解f′(x)>0,得x>e,
∴f(x)单调递增;
同理,当0<x<e时,f′(x)<0,f(x)单调递减,
∴f(x)只有极小值f(e),
且f(e)=lne+[e/e]=2,
∴f(x)的极小值为2.
(2)∵g(x)=f′(x)−
x
3=[x−m
x2−
x/3]=0,
∴m=x−
x3
3,
令h(x)=x-
x3
3,x>0,m∈R,
则h(1)=[2/3],h′(x)=1-x2=(1+x)(1-x),
令h′(x)>0,解得0<x<1,
∴h(x)在区间(0,1)上单调递增,值域为(0,[2/3]);
同理,令h′(x)<0,解得x>1,
∴g(x)要区是(1,+∞)上单调递减,值域为(-∞,[2/3]).
∴当m≤0,或m=[2/3]时,g(x)只有一个零点;
当0<m<[2/3]时,g(x)有2个零点;
当m>[2/3]时,g(x)没有零点.
(3)(理)当b>a>0时,
f(b)−f(a)
b−a<1,
即f′(x)<1在(0,+∞)上恒成立,
∵[x−m
x2<1,∴m>x-x2
∵当x>0时,二次函数x-x2∈(-∞,
1/4]],
∴m>
1
4.
∴当m∈([1/4],+∞)时,满足题意.

点评:
本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用;根的存在性及根的个数判断;利用导数研究函数的极值.

考点点评: 本题考查函数的极小值的求法,考查函数的零点的个数的讨论,考查实数值的求法,解题时要注意构造法、分类讨论思想和导数性质的合理运用.

1年前

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