已知函数f(x)=ln(1+x)-mx.(Ⅰ)当m=1时,求函数f(x)的单调递减区间;(Ⅱ)求函数f(x)的极值;(Ⅲ)若函数f(x)在区间[0,e2-1]上恰有两个零点,求m的取值范围.
问题描述:
已知函数f(x)=ln(1+x)-mx.
(Ⅰ)当m=1时,求函数f(x)的单调递减区间;
(Ⅱ)求函数f(x)的极值;
(Ⅲ)若函数f(x)在区间[0,e2-1]上恰有两个零点,求m的取值范围.
答
(I) 依题意,函数f(x)的定义域为(-1,+∞),
当m=1时,f(x)=ln(1+x)-x,∴f′(x)=
-1…(2分)1 1+x
由f'(x)<0得
-1<0,即1 1+x
<0,解得x>0或x<-1,-x 1+x
又∵x>-1,∴x>0,∴f(x)的单调递减区间为(0,+∞). …(4分)
(II)求导数可得f′(x)=
-m,(x>-1)1 1+x
(1)m≤0时,f'(x)≥0恒成立,∴f(x)在(-1,+∞)上单调递增,无极值.…(6分)
(2)m>0时,由于
-1>-1,所以f(x)在(-1, 1 m
-1]上单调递增,在[1 m
-1, +∞)上单调递减,1 m
从而f(x)极大值=f(
-1)=m-lnm-1. …(9分)1 m
(III)由(II)问显然可知,
当m≤0时,f(x)在区间[0,e2-1]上为增函数,∴在区间[0,e2-1]不可能恰有两个零点. …(10分)
当m>0时,由(II)问知f(x)极大值=f(
-1),1 m
又f(0)=0,∴0为f(x)的一个零点. …(11分)
∴若f(x)在[0,e2-1]恰有两个零点,只需
f(e2-1)≤0 0<
-1<e2-11 m
即
,
2-m(e2-1)≤0
<m<11 e2
∴
≤m<1…(13分)2
e2-1