设函数f(x)=lnx+,m∈R
(1)当m=e(e为自然对数的底数)时,求f(x)的最小值;
(2)讨论函数g(x)=f′(x)﹣零点的个数;
(3)(理科)若对任意b>a>0,<1恒成立,求m的取值范围.
知识点:3.导数在研究函数中的应用
【考点】导数在最大值、最小值问题中的应用;根的存在性及根的个数判断;利用导数研究函数的极值.
【分析】(1)当m=e时,,x>0,由此利用导数性质能求出f(x)的极小值.
(2)由g(x)===0,得m=,令h(x)=x﹣,x>0,m∈R,则h(1)=,h′(x)=1﹣x2=(1+x)(1﹣x),由此利用导数性质能求出函数g(x)=f′(x)﹣零点的个数.
(3)(理)当b>a>0时,f′(x)<1在(0,+∞)上恒成立,由此能求出m的取值范围.
【解答】解:(1)当m=e时,,x>0,
解f′(x)>0,得x>e,
∴f(x)单调递增;
同理,当0<x<e时,f′(x)<0,f(x)单调递减,
∴f(x)只有极小值f(e),
且f(e)=lne+=2,
∴f(x)的极小值为2.
(2)∵g(x)===0,
∴m=,
令h(x)=x﹣,x>0,m∈R,
则h(1)=,h′(x)=1﹣x2=(1+x)(1﹣x),
令h′(x)>0,解得0<x<1,
∴h(x)在区间(0,1)上单调递增,值域为(0,);
同理,令h′(x)<0,解得x>1,
∴g(x)要区是(1,+∞)上单调递减,值域为(﹣∞,).
∴当m≤0,或m=时,g(x)只有一个零点;
当0<m<时,g(x)有2个零点;
当m>时,g(x)没有零点.
(3)(理)对任意b>a>0,<1恒成立,
等价于f(b)﹣b<f(a)﹣a恒成立;
设h(x)=f(x)﹣x=lnx+﹣x(x>0),
则h(b)<h(a).
∴h(x)在(0,+∞)上单调递减;
∵h′(x)=﹣﹣1≤0在(0,+∞)上恒成立,
∴m≥﹣x2+x=﹣+(x>0),
∴m≥;
对于m=,h′(x)=0仅在x=时成立;
∴m的取值范围是[,+∞).