已知函数f(x)=lnx+mx,其中m为常数.(Ⅰ)当m=-1时,求函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)若f(x)在区间(

2025-05-13 19:30:16
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回答1:

(1)易知f(x)定义域为(0,+∞),
当a=-1时,f(x)=-x+lnx,f′(x)=-1+

1
x
,令f′(x)=0,得x=1.
当0<x<1时,f′(x)>0;当x>1时,f′(x)<0.
∴f(x)在(0,1)上是增函数,在(1,+∞)上是减函数.
(2)∵f′(x)=m+
1
x
,x∈(0,e],
①若m≥0,则f′(x)≥0,从而f(x)在(0,e]上增函数,
∴f(x)max=f(e)=me+1≥0,不合题意.
②若m<0,则由f′(x)>0,即0<x<?
1
m

由f′(x)<0,即?
1
m
<x≤e.
从而f(x)在(0,?
1
m
)上增函数,在(-
1
m
,e]为减函数,
∴f(x)max=f(?
1
m
)=-1+ln(?
1
m

令-1+ln(?
1
m
)=-3,
∴m=e-2
∵-e2?
1
e

∴m=-e2为所求.
(Ⅲ)∵g(x)=
f(x)+2
x
-f′(x),f′(x)=m+
1
x
,f(x)=lnx+mx,
∴g(x)=
lnx
x
-
1
x

若x≥1时,有不等式g(x)≥
k
x+1
恒成立,
∴k≤g(x)(x+1)=lnx+
lnx
x
+
1
x
+1,
令h(x)=(x)(x+1)=lnx+
lnx
x
+
1
x
+1,
∴h′(x)=
x?lnx
x2
>恒大于0,
∴h(x)在[1,+∞)为增函数,
∴h(x)min=h(1)=2,
∴k≤2.