解题思路:(Ⅰ)由
f
′
(x)=a+
b
x
,且
f
′
(e)=−
e−1
e
,且f(e)=2-e,即
a+
b
e
=−
e−1
e
,且ae+b+c=2-e,又f(1)=a+c=0,从而解出a,b,c的值;
(Ⅱ)由(Ⅰ)知f(x)=-x+lnx+1(x>0)因此,g(x)=x2+mf(x)=x2-mx+mlnx+m(x>0)得
g
′
(x)=2x−m+
m
x
=
1
x
(2
x
2
−mx+m)(x>0)
,令d(x)=2x2-mx+m(x>0),讨论(ⅰ)当函数g(x)在(1,3)内有一个极值时,(ⅱ)当函数g(x)在(1,3)内有两个极值时,从而综合得出m的范围.
(Ⅰ)由题设知,f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=a+
b
x,
因为f(x)在x=e处的切线方程为(e-1)x+ey-e=0,
所以f′(e)=−
e−1
e,且f(e)=2-e,
即a+
b
e=−
e−1
e,且ae+b+c=2-e,
又f(1)=a+c=0,
解得a=-1,b=1,c=1;
(Ⅱ)由(Ⅰ)知f(x)=-x+lnx+1(x>0)
因此,g(x)=x2+mf(x)=x2-mx+mlnx+m(x>0)
∴g′(x)=2x−m+
m
x=
1
x(2x2−mx+m)(x>0),
令d(x)=2x2-mx+m(x>0).
(ⅰ)当函数g(x)在(1,3)内有一个极值时,
g′(x)=0在(1,3)内有且仅有一个根,
即d(x)=2x2-mx+m=0在(1,3)内有且仅有一个根,
又因为d(1)=2>0,当d(3)=0,
即m=9时,d(x)=2x2-mx+m=0在(1,3)内有且仅有一个根x=
3
2,
当d(3)≠0时,应有d(3)<0,即2×32-3m+m<0,
解得m>9,
所以有m≥9.
(ⅱ)当函数g(x)在(1,3)内有两个极值时,
g′(x)=0在(1,3)内有两个根,
即二次函数d(x)=2x2-mx+m=0在(1,3)内有两个不等根,
所以
△=m2−4×2×m>0+hfill
d(1)=2−m+m>0+hfill
d(3)=2×32−3m+m>0+hfill
1<
m
4<3+hfill,
解得8<m<9.
综上,实数m的取值范围是(8,+∞).
点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;利用导数研究曲线上某点切线方程.
考点点评: 本题考察了函数的单调性,函数的最值问题,参数的范围,导数的应用,考察了分类讨论思想,是一道综合题.