已知函数f(x)=ex+e-x.

已知函数f(x)=ex+e-x
(1)判断并证明f(x)的单调性;
(2)若et[f(2t)+2]+mf(t)≥0对于t∈[0,1]恒成立,求实数m的取值范围;
(3)设函数g(x)=[f(x)-e-x-a]2+[f(x)-ex-a]2(0<a<2),求函数g(x)的最小值.
月风59 1年前 已收到1个回答 举报

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解题思路:(1)利用导数的运算法则可得f′(x),分别令f′(x)>0,令f′(x)<0,解得x即可得出函数的单调区间;
(2)代入分离参数,利用函数y=-e2x-1的单调性即可得出;
(3)函数g(x)=(ex+e-x2-2a(ex+e-x)+2a2-2.通过换元令s=ex+e-x≥2,则g(x)=h(s)=s2-2as+2a2-2=(s-a)2+a2-2.
由于s≥2,0<a<2.利用二次函数的单调性即可得出h(s)≥h(2).

(1)f′(x)=ex-e-x=
(ex+1)(ex−1)
ex,
令f′(x)>0,解得x>0,此时函数f(x)单调递增;令f′(x)<0,解得x<0,此时函数f(x)单调递减.
(2)et[f(2t)+2]+mf(t)=et(e2t+e-2t+2)+m(et+e-t
=et(et+e-t2+m(et+e-t)=(et+e-t)(e2t+1+m)≥0对于t∈[0,1]恒成立,
∴m≤(-e2t-1)min,t∈[0,1].而(-e2t-1)min=-e2-1.∴m≤-e2-1.
(3)函数g(x)=[f(x)-e-x-a]2+[f(x)-ex-a]2=(ex-a)2+(e-x-a)2=e2x+e-2x-2a(ex+e-x)+2a2=(ex+e-x2-2a(ex+e-x)+2a2-2.
令s=ex+e-x≥2,则g(x)=h(s)=s2-2as+2a2-2=(s-a)2+a2-2.
∵s≥2,0<a<2.
∴h(s)在[2,+∞)单调递增,∴h(s)≥h(2)=22-4a+2a2-2=2a2-4a+2.
即h(s)min=2a2-4a+2.亦即函数g(x)的最小值为2a2-4a+2.

点评:
本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值.

考点点评: 本题考查了利用导数研究函数的单调性极值与最值、二次函数的单调性,考查了换元法,考查了推理能力和计算能力,属于难题.

1年前

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