已知函数f(x)=mx2-x+lnx.(1)当m=-1时,求f(x)的最大值;(2)若在函数f(x)的定义域内存在区间D

2025-05-17 15:02:03
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回答1:

(1)当m=-1时,f(x)=-x2-x+lnx,
所以f′(x)=-2x-1+

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

所以当0<x<
1
2
,f′(x)>0,当x>
1
2
,f′(x)<0,
因此当x=
1
2
时,f(x)max=f(
1
2
)=-
3
4
-ln2.(3分)
(2)f′(x)=2mx-1+
1
x
=
2mx2?x+1
x

即2mx2-x+1<0在(0,+∞)上有解.
①m≤0显然成立;
②m>0时,由于对称轴x=
1
4m
>0,故△=1-8m>0,所以m<
1
8

综上,m<
1
8
.(8分)
(3)因为f(1)=m-1,f′(1)=2m,所以切线方程为y-m+1=2m(x-1),即y=2mx-m-1,
从而方程mx2-x+lnx=2mx-m-1在(0,+∞)上只有一解.
令g(x)=mx2-x+lnx-2mx+m+1,则g′(x)=2mx-1-2m+
1
x
=
2mx2?x?2mx+1
x
=
(2mx?1)(x?1)
x
(10分)
所以1°m=
1
2
,g′(x)≥0,所以y=g(x)在x∈(0,+∞)单调递增,且g(1)=0,所以mx2-x+lnx=2mx-m-1只有一解.(12分)
2°0<m<
1
2
,x∈(0,1),g′(x)>0;x∈(1,
1
2m
),g′(x)<0;x∈(
1
2m
,+∞)),g′(x)>0,
由g(1)=0及函数单调性可知g(
1
2m
)<0,
因为g(x)=mx[x-(2+
1
m
)]+m+lnx+1,取x=2+
1
m
,则g(2+
1
m
)>0.
因此在(
1
2m
,+∞)),方程mx2-x+lnx=2mx-m-1必有一解,从而不符题意(14分)
3°m>
1
2
,x∈(0,
1
2m
),g′(x)>0;x∈(
1
2m
,1)),g′(x)<0;x∈(1,+∞),g′(x)>0,
同理在(0,
1
2m
),方程mx2-x+lnx=2mx-m-1必有一解,从而不符题意.(16分)