解决高中数学中的一道导数题

函数f(x)=lnx+m/x(m∈R)已知。

(1)当m=e时,求f(x)的最小值;

(2)讨论函数g(x)=f'(x)-x/3的零点个数;

(3)如果有b & gta & gt0,[f(b)-f(a)]/(b-a)& lt;1成立,求m的范围。

(1)解析:当m=e,f(x)=lnx+e/x时,

设f′(x)=(x-e)/x2 = 0 = = > x = e;

当x∈(0,e),f′(x)< 0,f(x)是(0,e)上的减函数时的∴;

当x∈(e,+∞),f′(x)> 0,且f(x)是(e,+∞)上的增函数时;

当x = e时,f(x)取最小值f(e)= lne+e/e = 2;

(2)分析:∫函数g(x)= f′(x)-x/3 = 1/x-m/x2-x/3(x > 0),

设g(x)=0,得到m =-1/3x 3+x(x > 0);

设φ (x) =-1/3x 3+x (x ≥ 0),

∴φ′(x)=-x^2+1=-(x-1)(x+1);

当x∈(0,1),φ′(x)> 0,且φ(x)在(0,1)处为增函数时。

当x∈(1,+∞)时,φ′(x)< 0,φ(x)是(1,+∞)上的减函数;

∴φ(x)在x=1处取最大值,x=1是φ(x)的最大值点,φ(1)= 2/3;

φ(0)=0,结合y=φ(x)的图像,如图;

了解:

当m > 2/3时,函数g(x)没有零点;

当m=2/3时,函数g(x)有且仅有一个零点;

当0 < m < 2/3时,函数g(x)有两个零点;

当m≤0时,函数g(x)有且仅有一个零点;

总而言之:

当m > 2/3时,函数g(x)没有零点;

当m=2/3或m≤0时,函数g(x)有且仅有一个零点;

当0 < m < 2/3时,函数g(x)有两个零点;

(3分析:∫对于任意b > a > 0,[f (b)-f (a)]/(b-a)

等价于f (b)-b < f (a)-a常数;

设h (x) = f (x)-x = lnx+m/x-x (x > 0),

∴h(x)在(0,+∞)处单调递减;

∫h′(x)= 1/x-m/x2-1≤0在(0,+∞)时总是成立,

∴m≥-x^2+x=-(x-1/2)^2+1/4(x>0),

∴m≥1/4;

对于m=1/4,H′(x)= 0只在x=1/2时成立;

∴m的范围是[1/4,+∞)。