解决高中数学中的一道导数题
(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,+∞)。