题目内容
【题目】已知函数f(x)= (x>0),m∈R.
(1)若函数f(x)有零点,求实数m的取值范围;
(2)若函数f(x)的图象在点(1,f(x))处的切线的斜率为 ,且函数f(x)的最大值为M,求证:1<M< .
【答案】
(1)解:若函数f(x)有零点,
则f(x)=0有解,
即m +lnx=0有解,
即有﹣m= ,
由g(x)= 的导数为g′(x)= ,
当x>e2时,g′(x)<0,g(x)递减;
当0<x<e2时,g′(x)>0,g(x)递增.
可得g(x)在x=e2时,取得极大值,且为最大值 ,
可得﹣m> ,解得m<﹣ ,
则实数m的取值范围为(﹣∞,﹣ )
(2)证明:函数f(x)= (x>0)的导数为f′(x)= ,
可得f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率为1﹣ = ,
解得m=1,
即有f(x)= 的导数为f′(x)= ,
令f′(x)=0,可得lnx+ =1,
设方程的解为t,由h(x)=lnx+ ﹣1递增,且h(1)﹣1=﹣ <0,h( )=ln + ﹣1>0,
可得1<t< ,且lnt+ =1,
即有f(x)的最大值为f(t)= =
= + =( + )2﹣ ,
可得f(t)在(1, )递减,
f(1)= ,f( )= + >1,
即有f(t)∈(f( ),f(1)),
则有1<M<
【解析】(1)由题意可得f(x)=0有解,即m +lnx=0有解,即有﹣m= ,设g(x)= ,求得导数和单调区间,可得极大值,且为最大值,即可得到m的范围;(2)求出f(x)的导数,求得切线的斜率,可得m=1,再令f′(x)=0,设出极大值点,也即最大值点,运用函数零点存在定理,可得t的范围,化简整理由二次函数的单调性,即可得证.
【考点精析】通过灵活运用利用导数研究函数的单调性,掌握一般的,函数的单调性与其导数的正负有如下关系: 在某个区间内,(1)如果,那么函数在这个区间单调递增;(2)如果,那么函数在这个区间单调递减即可以解答此题.