已知函数f(x)=lnx﹣mx+m,m∈R
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)若函数f(x)≤0在x∈(0,+∞)上恒成立,求实数m的取值范围;
(3)在(2)的条件下,任意的0<a<b,证明:
≤1﹣a.
已知函数f(x)=lnx﹣mx+m,m∈R
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)若函数f(x)≤0在x∈(0,+∞)上恒成立,求实数m的取值范围;
(3)在(2)的条件下,任意的0<a<b,证明:
≤1﹣a.
【考点】利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性.
【专题】导数的综合应用.
【分析】(I)函数f(x)=lnx﹣mx+m,m∈R,定义域为(0,+∞).
(x>0).对m分类讨论,利用导数与函数的单调性的关系即可得出.
(II)由(1)可知,当m≤0时,f(x)≤0不恒成立;当m>0时,
,要使f(x)≤0恒成立,即﹣lnm﹣1+m≤0.令h(m)=﹣lnm﹣1+m,
利用导数研究其单调性极值与最值即可.
(III)0<a<b,不妨令b=at(t>1),
=
=1﹣
,再利用(II)的结论t>1时,lnt<t﹣1.即可证明.
【解答】解:(1)函数f(x)=lnx﹣mx+m,m∈R,定义域为(0,+∞).
(x>0).
当m≤0时,f'(x)>0,函数f(x)在(0,+∞)上为增函数;
当m>0时,令f′(x)>0,可得
,令f′(x)<0,可得
,
∴函数f(x)在
上为增函数,在
上为减函数.
(2)由(1)可知,当m≤0时,f(x)≤0不恒成立;
当m>0时,
,
要使f(x)≤0恒成立,即﹣lnm﹣1+m≤0.
令h(m)=﹣lnm﹣1+m,
,
可得m∈(0,1)时,h(m)为减函数,m∈(1,+∞)时,h(m)为增函数,
∴hmin(m)=h(1)=0,
∴m=1.
∴m的取值范围是{1}.
(3)证明:∵0<a<b,不妨令b=at(t>1),
=
=1﹣
,
由(2)知f(x)=lnx﹣x+1≤0,可得lnt≤t﹣1,
,得
,
∴
≤1﹣a.
【点评】本题考查了利用导数研究函数的单调性极值与最值、恒成立问题的等价转化方法,考查了推理能力和计算能力,考查了利用已经证明的结论解决新问题的能力,属于难题.