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已知函数f(x)=ex-kx,.(Ⅰ)若k>0,且对于任意x∈R,f(|x|>0)恒成立,试确定实数k的取值范围;(

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解决时间 2021-01-04 05:56
  • 提问者网友:风月客
  • 2021-01-03 17:53
已知函数f(x)=ex-kx,.(Ⅰ)若k>0,且对于任意x∈R,f(|x|>0)恒成立,试确定实数k的取值范围;(Ⅱ)设函数F(x)=f(x)+f(-x),求证:lnF(1)+lnF(2)+…+lnF(n)>n2ln(en+1+2)(n∈N*)
最佳答案
  • 五星知识达人网友:夜余生
  • 2021-01-03 18:16
(Ⅰ)由f(|-x|)=f(|x|),可知f(|x|)是偶函数.
于是f(|x|)>0对任意x∈R成立等价于f(x)>0对任意x≥0成立.
由f′(x)=ex-k=0,得x=lnk.
①当k∈(0,1]时,f′(x)=ex-k>1-k≥0(x>0).
此时f(x)在[0,+∞)上单调递增.
故f(x)≥f(0)=1>0,符合题意.
②当k∈(1,+∞)时,lnk>0.
当x变化时f′(x),f(x)的变化情况如表:

x (0,lnk) lnk (lnk,+∞)
f′(x) - 0 +
f(x) 单调递减 极小值 单调递增 由此可得,在[0,+∞)上,f(x)≥f(lnk)=k-klnk.
依题意,k-klnk>0,又k>1,∴1<k<e.
综合①,②得,实数k的取值范围是0<k<e.        
(Ⅱ)∵F(x)=f(x)+f(-x)=ex+e-x>0,
∴lnF(x1)+lnF(x2)=ln[(ex1+e?x1)(ex2+e?x2)],
又(ex1+e?x1)(ex2+e?x2)    
=ex1+x2+e?(x1+x2)+ex1?x2+e?x1+x2>ex1+x2+e?(x1+x2)+2>ex1+x2+2,
∴lnF(1)+lnF(n)>ln(en+1+2),
lnF(2)+lnF(n-1)>ln(en+1+2),

lnF(n)+lnF(1)>ln(en+1+2).
由此得:2[F(1)+F(2)+…+F(n)]
=[F(1)+F(n)]+[F(2)+F(n-1)]+…+[F(n)+F(1)]>nln(en+1+2),
故lnF(1)+lnF(2)+…+lnF(n)>
n
2 ln(en+1+2)(n∈N*)成立.
全部回答
  • 1楼网友:往事埋风中
  • 2021-01-03 18:45
(ⅰ)由k=e得f(x)=ex-ex,所以f'(x)=ex-e. 由f'(x)>0得x>1,故f(x)的单调递增区间是(1,+∞), 由f'(x)<0得x<1,故f(x)的单调递减区间是(-∞,1). (ⅱ)由f(|-x|)=f(|x|)可知f(|x|)是偶函数. 于是f(|x|)>0对任意x∈r成立等价于f(x)>0对任意x≥0成立. 由f'(x)=ex-k=0得x=lnk. ①当k∈(0,1]时,f'(x)=ex-k>1-k≥0(x>0). 此时f(x)在[0,+∞)上单调递增. 故f(x)≥f(0)=1>0,符合题意. ②当k∈(1,+∞)时,lnk>0. 当x变化时f'(x),f(x)的变化情况如下表: x (0,lnk) lnk (lnk,+∞) f'(x) - 0 + f(x) 单调递减 极小值 单调递增 由此可得,在[0,+∞)上,f(x)≥f(lnk)=k-klnk. 依题意,k-klnk>0,又k>1,∴1<k<e. 综合①,②得,实数k的取值范围是0<k<e. (ⅲ)由题,f(x)>x2-3kx+1,即ex-kx>x2-3kx+1?ex-x2+2kx-1>0 记g(x)=ex-x2+2kx-1,则g'(x)=ex-2x+2k,记h(x)=ex-2x+2k 则h'(x)=ex-2,得h'(x)>0?ex>2?x>ln2 因此,h(x)在(-∞,ln2)上递减,在(ln2,+∞)上递增; 得h(x)min=h(ln2)=2-2ln2+2k; 因为,k>ln2-1,可得h(x)min=2-2ln2+2k>0 所以,g'(x)>0,说明g(x)在r上递增,因此,当x>0时有g(x)>g(0)=0 由上,ex-x2+2kx-1>0,因此得f(x)>x2-3kx+1;
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