已知函数f(x)=aex-e-x,x∈R有一个零点为0,且函数f(x)的导函数为f′(x).

已知函数f(x)=aex-e-x,x∈R有一个零点为0,且函数f(x)的导函数为f′(x).
(1)求实数a的值;
(2)求函数f(x)的单调区间及f′(x)的最值;
(3)请探究当x∈[0,+∞)时,是否存在实数k,使得f(x)≥kx恒成立,若存在,请求出k的取值范围,若不存在请说明理由.
sagaice 1年前 已收到1个回答 举报

xjune 幼苗

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解题思路:(1)函数f(x)=aex-e-x,x∈R有一个零点为0,则有f(0)=0,得出a=1
(2)由(1),f(x)=ex-e-x,求出f′(x),利用单调性与导数的关系求解即可.
(3)假设当x∈[0,+∞)时,存在实数k,使得f(x)≥kx恒成立.构造g(x)=f(x)-kx=ex-e-x-kx只需g(x)min≥0即可,转化为求g(x)min.

(本小题满分13分)
(1)由题可知f(0)=ae0-e-0=0,a=1….(1分)
(2)∴f(x)=ex-e-x即f(x)=ex−
1
exf′(x)=ex+
1
ex≥2
ex•
1
ex=2>0
所以函数f(x)的单调递增区间为R,f'(x)的最小值为2.…(4分)
(3)假设当x∈[0,+∞)时,存在实数k,使得f(x)≥kx恒成立.
设g(x)=f(x)-kx=ex-e-x-kx,g'(x)=ex+e-x-k….(6分)
当k≤2时,g'(x)≥0,所以g(x)在[0,+∞)为单调递增函数,
∴g(x)≥g(0)=0恒成立
所以f(x)≥kx恒成立.….(9分)
当k>2时,
不妨设 g'(x)=ex+e-x-k>0
则x<x1=ln
k−
k2−4
2或x<x2=ln
k+
k2−4
2
∵k>2,∴x1<0,x2>0
∴0<x<x2时,g'(x)<0,x>x2时,g'(x)>0
∴g(x)min=g(x2)<g(0)=0
所以当k>2时g(x)≥0恒成立是不可能的.
综上所得:当x∈[0,+∞)时,存在实数k≤2,使得f(x)≥kx恒成立.
….(13分)

点评:
本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用;利用导数研究函数的单调性.

考点点评: 此题考查函数单调性与导数的关系,考查学生会利用导函数的正负确定函数的单调区间,求函数最值,极值.掌握不等式恒成立时所取的条件,是一道综合题.

1年前

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