题目内容
8.已知函数f(x)=lnx-mx+n,m,n∈R.(Ⅰ)若函数f(x)在点(1,f(1))处的切线为y=2x-1,求m,n的值;
(Ⅱ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅲ)若n=0,不等式f(x)+m<0在x∈(1,+∞)恒成立,求m的取值范围.
分析 (Ⅰ)求出f(x)的导数,求得切线的斜率和切点坐标,再由已知切线方程即可得到m,n;
(Ⅱ)求出导数,讨论m的范围,当m≤0时,当m>0时,令导数大于0,得增区间,令导数小于0,得减区间;
(Ⅲ)设g(x)=lnx-mx+m,即有g(x)max<0在x>1恒成立.求出g(x)的导数,对m讨论,当m≤0时,当m>0时
①当$\frac{1}{m}$≤1即m≥1时,②当$\frac{1}{m}$>1即0<m<1时,通过单调性求得最大值,即可得到m的范围.
解答 解:函数f(x)的定义域为:(0,+∞),
(Ⅰ)∵$f'(x)=\frac{1}{x}-m$,
∴函数f(x)在点(1,f(1))处的切线斜率为k=f'(1)=1-m=2,
∴m=-1,
又∵f(1)=1,∴-m+n=1,
∴n=0;
(Ⅱ)∵$f'(x)=\frac{1}{x}-m$,
当m≤0时,f'(x)>0恒成立,则单调递增区间为(0,+∞),无单调减区间;
当m>0时,由f'(x)>0得 $0<x<\frac{1}{m}$,由f'(x)<0,得$x>\frac{1}{m}$,
综上所述:当m≤0时,f(x)的单调递增区间为(0,+∞),无单调减区间;
当m>0时,f(x)的单调递增区间是$(0,\frac{1}{m})$,单调递减区间是$(\frac{1}{m},+∞)$.
(Ⅲ)由f(x)+m<0,可得lnx-mx+m<0在x>1恒成立.
设g(x)=lnx-mx+m,即有g(x)max<0在x>1恒成立.
由于g′(x)=$\frac{1}{x}$-m,
由(Ⅱ)知当m≤0时,g(x)在x>0上递增,
?x>1,g(x)>g(1)=0,不合题意舍去;
当m>0时,g(x)在(0,$\frac{1}{m}$)递增,在($\frac{1}{m}$,+∞)递减,
①当$\frac{1}{m}$≤1即m≥1时,g(x)在(1,+∞)递减,
?x>1,g(x)max<g(1)=0,即f(x)+m<0符合题意;
②当$\frac{1}{m}$>1即0<m<1时,g(x)在(1,$\frac{1}{m}$)递增,在($\frac{1}{m}$,+∞)递减,
?x>1,g(x)max=g($\frac{1}{m}$)>g(1)=0,不符合题意.
综上可得,m的取值范围是[1,+∞).
点评 本题考查导数的运用:求切线方程和单调区间、极值和最值,主要考查导数的几何意义和函数的单调性的运用,运用分类讨论的思想方法是解题的关键.