(2010•陕西一模)设函数f(x)=x-ln(x+m),其中m为实常数.

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  • 解题思路:(Ⅰ)先求导函数,令f'(x)=0,得x=1-m,结合函数的定义域,可得f(1-m)=1-m为极小值,而且对x∈(-m,+∞)都有f(x)≥f(1-m)=1-m,故可得解;

    (Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知,函数f(x)=x-ln(x+m),在[e-m-m,1-m]上为减函数,,f(e-m-m)与f(1-m)异号.由函数零点判定定理知,函数f(x)在区间(e-m-m,1-m)内有唯一零点;当m>1时,f(e2m-m)=e2m-3m.

    令g(x)=e2x-3x(x>1),则函数g(x)在区间(1,+∞)上递增,m>1时,函数f(x)=x-ln(x+m)在[1-m,e2m-m]上为增函数且f(1-m)与f(e2m-m)异号,所以函数f(x)在区间[1-m,e2m-m]内也有唯一零点,从而得证.

    (Ⅰ)∵f(x)=x-ln(x+m),x∈(-m,+∞),

    ∴f′(x)=1−

    1

    x+m=

    x−(1−m)

    x+m,令f'(x)=0,得x=1-m.------------(2分)

    当x∈(-m,1-m)时,f'(x)<0,f(x)为减函数,f(x)>f(1-m)

    当x∈(1-m,+∞)时,f'(x)>0,f(x)为增函数,f(x)>f(1-m)---(4分)

    根据函数极值判别方法,f(1-m)=1-m为极小值,

    而且对x∈(-m,+∞)都有f(x)≥f(1-m)=1-m.

    故当m≤1时,f(x)≥0.---------------(6分)

    (Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知,当m>1时,f(1-m)=1-m<0,

    函数f(x)=x-ln(x+m),在[e-m-m,1-m]上为减函数.

    f(e-m-m)=e-m-m-ln(e-m-m+m)=e-m>0

    所以当m>1时,f(e-m-m)与f(1-m)异号.

    由函数零点判定定理知,函数f(x)在区间(e-m-m,1-m)内有唯一零点.----------(9分)

    而当m>1时,f(e2m-m)=e2m-3m.

    令g(x)=e2x-3x(x>1),则g′(x)=2e2x-3(x>1)>2e2-3>0,

    那么函数g(x)在区间(1,+∞)上递增.于是g(x)>g(1)=e2-3>0,从而f(e2m-m)=e2m-3m>0.--(11分)

    所以,当整数m>1时,函数f(x)=x-ln(x+m)在[1-m,e2m-m]上为增函数且f(1-m)与f(e2m-m)异号,

    所以函数f(x)在区间[1-m,e2m-m]内也有唯一零点.

    综上,当m>1时,函数f(x)在区间[e-m-m,e2m-m]内有两个零点.------------(14分)

    点评:

    本题考点: 利用导数研究函数的单调性;函数零点的判定定理.

    考点点评: 本题以函数为载体,考查导数的运用,考查函数的极值,同时考查函数的零点,解题的关键是正确运用函数零点判定定理