已知幂函数f(x)=(−m2+2m+4)xmf(x)=(-m^{2}+2m+4)x^{m}在(0,+∞)(0,+∞)上单调递减,则实数m=m=___.

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完整解法

1. 根据幂函数的定义确定系数为1

根据幂函数的定义,函数 f(x)=(−m2+2m+4)xmf(x) = (-m^2+2m+4)x^m 的系数必须为 11。
即:
−m2+2m+4=1-m^2+2m+4 = 1

2. 解一元二次方程求出 $m$ 的候选值

整理方程 −m2+2m+4=1-m^2+2m+4 = 1 得:
m2−2m−3=0m^2-2m-3 = 0
解此一元二次方程得:
(m−3)(m+1)=0(m-3)(m+1) = 0
解得 m=3m = 3 或 m=−1m = -1。

3. 利用在区间 $(0, +\infty)$ 上的单调性对候选值进行检验和筛选

由于幂函数 f(x)=xmf(x) = x^m 在 (0,+∞)(0,+\infty) 上单调递减,所以其指数 mm 必须小于 00(即 m<0m < 0)。

  • 当 m=3m = 3 时,函数为 f(x)=x3f(x) = x^3,在 (0,+∞)(0, +\infty) 上单调递增,不合题意,舍去。
  • 当 m=−1m = -1 时,函数为 f(x)=x−1f(x) = x^{-1},在 (0,+∞)(0, +\infty) 上单调递减,符合题意。

综上所述,实数 m=−1m = -1。

答案

-1

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