解题思路:(1)求出原函数的导函数,根据m的范围讨论导函数的单调性,由导函数的符号确定原函数的单调区间;
(2)不等式f(x)≥3 在x∈(0,1]上恒成立,分离变量m,构造函数,由导数求出函数最大值,则实数m的范围可求;
(3)由(2)得:
x+
2
x
+lnx≥3
在x∈(0,1]上恒成立,换元后得不等式:
ln(1−
1
k
2
)>3−(1−
1
k
2
)−
2
1−
1
k
2
,累加后利用分组求和得结论.
(1)f(x)=x+
m
x+lnx(x>0),f′(x)=1−
m
x2+
1
x=
x2+x−m
x2,
当m≤−
1
4时f′(x)≥0,函数在(0,+∞)上递增,
当−
1
4<m≤0时,在(0,+∞)上f′(x)≥0,f(x)在(0,+∞)上递增,
当m>0时,在(0,
−1+
1+4m
2)上f′(x)<0,f(x)在(0,
−1+
1+4m
2)上递减,
在(
−1+
1+4m
2,+∞)上f′(x)>0,f(x)在(
−1+
1+4m
2,+∞)上递增;
(2)依题:x+
m
x+lnx≥3,即m≥3x-x2-xlnx在(0,1]上恒成立,
令g(x)=3x-x2-xlnx,则g′(x)=3-2x-lnx-1=2-2x-lnx,
即g′(x)=2(1-x)-lnx,由x∈(0,1]得,g′(x)≥0,从而g(x)在(0,1]递增,
故gmax(x)=g(1)=2,故m≥2;
(3)证明:由(2)得:x+
2
x+lnx≥3在x∈(0,1]上恒成立
⇒lnx≥3−x−
2
x在x∈(0,1]时恒成立(x=1时取等号),
取x=1−
1
点评:
本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用.
考点点评: 本题考查导数在求函数最值中的应用,考查了函数构造法和分离变量法,训练了利用分组求和法求数列的和,是难题.