题目内容
已知函数
1nx,且m>0.
(Ⅰ)若函数f(x)在[1,+∞)上是增函数,求m的取值范围;
(Ⅱ)求函数f(x)在[1,e]的最大值和最小值.
(Ⅰ)若函数f(x)在[1,+∞)上是增函数,求m的取值范围;
(Ⅱ)求函数f(x)在[1,e]的最大值和最小值.
解:(Ⅰ)求导函数,可得
(m>0).
因为函数f(x)在[1,+∞)上为增函数,
所以f'(x)≥0在[1+∞)上恒成立,
所以mx﹣1≥0在[1,+∞)上恒成立,
所以
上恒成立.
所以m的取值范围是[1,+∞).
(Ⅱ)令f′(x)=0,∴
(m>0).
①若
<1,即m>1,则x∈[1,e]时,有f'(x)>0,
所以f(x)在[1,e]上递增,
所以f(x)的最大值是
的最小值是f(1)=0
②若
<e,即
<m≤1,则
时,f′(x)<0,
所以f(x)在
上递减;
时,f′(x)>0,所以f(x)在
上递增.
所以f(x)的最小值是
.
又
,
所以当1﹣e+me>0,
即
<m≤1时,有f(e)>f(1),
所以f(x)的最大值是
;
当1﹣e+me≤0,即
时,有f(e)≤f(1),
所以f(x)的最大值是f(1)=0.
③若
,即
,则x∈[1,e]时,有f'(x)<0,
所以f(x)在[1,e]上递增,
所以f(x)的最大值是f(1)=0;f(x)的最小值是
.
所以f(x)的最大值是
,
f(x)的最小值是
因为函数f(x)在[1,+∞)上为增函数,
所以f'(x)≥0在[1+∞)上恒成立,
所以mx﹣1≥0在[1,+∞)上恒成立,
所以
所以m的取值范围是[1,+∞).
(Ⅱ)令f′(x)=0,∴
①若
所以f(x)在[1,e]上递增,
所以f(x)的最大值是
②若
所以f(x)在
所以f(x)的最小值是
又
所以当1﹣e+me>0,
即
所以f(x)的最大值是
当1﹣e+me≤0,即
所以f(x)的最大值是f(1)=0.
③若
所以f(x)在[1,e]上递增,
所以f(x)的最大值是f(1)=0;f(x)的最小值是
所以f(x)的最大值是
f(x)的最小值是
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