已知函数f(x)=ln(x-1)-k(x-1)+1. (1)当k=1时,求函数f(x)的最大值; (2)若函数f(x)没有零点,求实数k的取值范围.

问题描述:

已知函数f(x)=ln(x-1)-k(x-1)+1.
(1)当k=1时,求函数f(x)的最大值;
(2)若函数f(x)没有零点,求实数k的取值范围.

(1)当k=1时,f(x)=ln(x-1)-(x-1)+1=ln(x-1)-x+2,f′(x)=

2−x
x−1

函数f(x)的定义域为(1,+∞),令f′(x)=0,求得x=2,
∵当x∈(1,2)时,f′(x)>0,当x∈(2,+∞)时,f′(x)<0,
∴f(x)在(1,2)内是增函数,在(2,+∞)上是减函数
∴当x=2时,f(x)取最大值f(2)=0.
(2)函数f(x)=ln(x-1)-k(x-1)+1没有零点,
即函数y=ln(x-1)的图象与函数y=k(x-1)-1的图象没有交点.
①当k≤0时,由于函数y=ln(x-1)图象与函数y=k(x-1)-1图象有公共点,
∴函数f(x)有零点,不合要求.
②当k>0时,f′(x)=
1
x−1
−k=
1+k−kx
x−1
=−
k(x−
1+k
k
)
x−1

f′(x)=0,得x=
k+1
k
,∵x∈(1,
k+1
k
)时,f′(x)>0
x∈(1+
1
k
,+∞)时,f′(x)<0

f(x)在(1,1+
1
k
)
内是增函数,在[1+
1
k
,+∞)
上是减函数,
∴f(x)的最大值是f(1+
1
k
)=−lnk

∵函数f(x)没有零点,∴-lnk<0,求得k>1.
综上可得,实数k的取值范围为(1,+∞).