已知函数 $f(x)=\ln x-x-1$,$g(x)=xf(x)+\dfrac12x^2+2x$.
【难度】
【出处】
【标注】
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    微积分初步
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    利用导数研究函数的性质
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    利用导数研究函数的单调性
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    利用导数研究函数的极值
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    函数
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    函数的图象与性质
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    函数的零点
  1. 求 $f(x)$ 的单调区间;
    标注
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      微积分初步
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      利用导数研究函数的性质
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      利用导数研究函数的单调性
    答案
    $f(x)$ 的单调递增区间为 $(0,1)$,单调递减区间为 $(1,+\infty)$
    解析
    函数 $f(x)$ 的定义域为 $(0,+\infty)$,导函数为$$f'(x)=\dfrac1x-1=\dfrac{1-x}{x},$$故当 $0<x<1$ 时,$f'(x)>0$,$f(x)$ 单调递增;当 $x>1$ 时,$f'(x)<0$,$f(x)$ 单调递减;
    因此,$f(x)$ 的单调递增区间为 $(0,1)$,单调递减区间为 $(1,+\infty)$.
  2. 若函数 $g(x)$ 在区间 $(m,m+1)$($m\in\mathbb Z$)内存在唯一的极值点,求 $m$ 的值.
    标注
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      函数的零点
    答案
    $0$ 或 $3$
    解析
    由题可知$$g(x)=x\ln x-\dfrac12x^2+x,$$其导函数为$$g'(x)=\ln x-x+2,$$题意即函数 $g'(x)$ 在 $(m,m+1)$ 内有唯一变号零点,设 $h(x)=g'(x)$,则$$h'(x)=\dfrac{1-x}{x},$$因此,$h(x)$ 在 $(0,1)$ 单调递增,在 $(1,+\infty)$ 单调递减,注意到$$h\left(\dfrac{1}{\mathrm{e}^2}\right)=-\dfrac{1}{\mathrm{e}^2}<0,h(1)=1>0,$$则函数 $h(x)$ 在 $(0,1)$ 内有唯一零点,又$$h(3)=\ln 3-1>0,h(4)=\ln 4-2<0,$$则函数 $h(x)$ 在 $(3,4)$ 内有唯一零点.
    综上所述 $m$ 的值为 $0$ 或 $3$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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