Question

4．函數(shù)f（x）=lnx，g（x）=x²．
（Ⅰ）求函數(shù)h（x）=f（x）-x+1的最大值；
（Ⅱ）對(duì)于任意x₁，x₂∈（0，+∞），且x₂＜x₁，是否存在實(shí)數(shù)m，使mg（x₂）-mg（x₁）＞x₁f（x₁）-x₂f（x₂）恒成立，若存在求出m的范圍，若不存在，說(shuō)明理由．

Answer 1

分析 （Ⅰ）求出函數(shù)的定義域、導(dǎo)數(shù)h′（x），由導(dǎo)數(shù)的符號(hào)可知函數(shù)單調(diào)性，根據(jù)單調(diào)性即可得到最大值；
（Ⅱ）mg（x₂）-mg（x₁）-x₁f（x₁）+x₂f（x₂）＞0恒成立，只需mg（x₂）+x₂f（x₂）＞mg（x₁）+x₁f（x₁），設(shè)φ（x）=mg（x）+xf（x）=mx²+xlnx，又0＜x₁＜x₂，則只需φ（x）在（0，+∞）上單調(diào)遞減．從而有φ′（x）=2mx+1+lnx≤0在（0，+∞）上恒成立，分離出參數(shù)m后化為函數(shù)最值即可，利用導(dǎo)數(shù)可求得函數(shù)的最值．

解答 解：（Ⅰ）函數(shù)h（x）的定義域?yàn)椋?，+∞），
∵h(yuǎn)（x）=lnx-x+1，
∴h′（x）=$\frac{1}{x}$-1=$\frac{1-x}{x}$，
當(dāng)x∈（0，1）時(shí)，h′（x）＞0；當(dāng)x∈（1，+∞）時(shí)，h′（x）＜0．
∴h（x）在（0，1）上是單調(diào)遞增，在（1，+∞）上單調(diào)遞減，
∴h（x）_max=h（1）=0，即函數(shù)的最大值為0．
（Ⅱ）若mg（x₂）-mg（x₁）-x₁f（x₁）+x₂f（x₂）＞0恒成立，
只需mg（x₂）+x₂f（x₂）＞mg（x₁）+x₁f（x₁），
設(shè)φ（x）=mg（x）+xf（x）=mx²+xlnx，
又0＜x₁＜x₂，則只需φ（x）在（0，+∞）上單調(diào)遞減．
∴φ′（x）=2mx+1+lnx≤0在（0，+∞）上成立，得2m≤$\frac{-1-lnx}{x}$，
設(shè)t（x）=$\frac{-1-lnx}{x}$，則t′（x）=$\frac{lnx}{{x}^{2}}$，知函數(shù)t（x）在（0，1）上單調(diào)遞減，
在（1，+∞）上單調(diào)遞增，即t（x）_min=t（1）=-1．
∴存在實(shí)數(shù)m≤-$\frac{1}{2}$，使mg（x₂）-mg（x₁）-x₁f（x₁）+x₂f（x₂）恒為正數(shù)．

點(diǎn)評(píng) 該題考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的最值、函數(shù)恒成立問(wèn)題，考查學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力，屬于中檔題．