已知函数f(x)=ln(x+1)+mx(m∈R).(Ⅰ)当x=1时,函数f(x)取得极大值,求实数m的值;(Ⅱ)已知

2025-05-19 14:12:21
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回答1:

(Ⅰ)解:由题设,函数的定义域为(-1,+∞),且f′(x)=

1
x+1
+m,
∵当x=1时,函数f(x)取得极大值,
∴f′(1)=0,得m=-
1
2
,此时f′(x)=
1-x
2(x+1)

当x∈(-1,1)时,f′(x)>0,函数f(x)在区间(-1,1)上单调递增;
当x∈(1,+∞)时,f′(x)<0,函数f(x)在区间(1,+∞)上单调递减.
∴函数f(x)在x=1处取得极大值时,m=-
1
2

(Ⅱ)证明:令h(x)=f(x)-g(x)=f(x)-
f(x1)-f(x2)
x1-x2
(x-x1)-f(x1),
h(x)=f(x)-
f(x1)-f(x2)
x1-x2

∵函数f(x)在区间(x1,x2)上可导,则根据结论可知:存在x0∈(x1,x2),
使得f(x0)=
f(x1)-f(x2)
x1-x2

f′(x)=
1
x+1
+m

h(x)=f(x)-f(x0)=
1
x+1
-
1
x0+1
=
x0-x
(x+1)(x0+1)

∴当x∈(x1,x0)时,h′(x)>0,从而h(x)单调递增,h(x)>h(x1)=0;
当x∈(x0,x2)时,h′(x)<0,从而h(x)单调递减,h(x)>h(x2)=0;
故对任意x∈(x1,x2),都有f(x)>g(x);
(Ⅲ)证明:∵λ12=1,且λ1>0,λ2>0,x2>x1>-1,
∴λ1x12x2-x1=x1(λ1-1)+λ2x22(x2-x1)>0,
∴λ1x12x2>x1
同理λ1x12x2<x2
∴λ1x12x2∈(x1,x2).
由(Ⅱ)知对任意x∈(x1,x2),都有f(x)>g(x),
从而f(λ1x12x2)>
f(x1)-f(x2)
x1-x2
(λ1x1+λ2x2-x1