已知函数f(x)=ex-e-x-2x,x∈R

已知函数f(x)=ex-e-x-2x,x∈R
(1)证明f(x)为奇函数,并在R上为增函数;
(2)若关于x的不等式f(x)≤mex-2x+2m-3在(0,+∞)上恒成立,求实数m的取值范围;
(3)设g(x)=f(2x)-4bf(x),当x>0时,g(x)>0,求b的最大值.
sinian530 1年前 已收到1个回答 举报

跨越tt 幼苗

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解题思路:(1)验证f(-x)=-f(x),再用导数验证单调性;
(2)由f(x)≤mex-2x+2m-3得ex-e-x-2x≤mex-2x+2m-3,故m(ex+2)≥ex-e-x+3,变形得m≥1+
ex−1
e2x+2ex

令t=ex-1得 m≥1+
t
t2+4t+3
=1+
1
t+
3
t
+4
,用基本不等式求最值;
(3)g(x)=f(2x)-4bf(x)=e2x-e-2x-4b(ex-e-x)+(8b-4)x,求导整理得g′(x)═2(ex+e-x-2)(ex+e-x-2b+2).
由于ex+e-x-2≥0,只对因式)(ex+e-x-2b+2)分情况讨论即可.

(1)x∈R,f(-x)=e-x-ex+2x=-(ex-e-x-2x)=-f(x),所以f(x)为奇函数
∵f′(x)=ex+
1
ex−2,而ex+
1
ex−2≥2
1−2=0,∴f′(x)≥0在R上恒成立,所以f(x)在R上增,
(2)由f(x)≤mex-2x+2m-3得ex-e-x-2x≤mex-2x+2m-3,∴m(ex+2)≥ex-e-x+3,变形得m≥1+
ex−1
e2x+2ex,
∴m只要大于或等于右边式子的最大值即可
令t=ex-1得 m≥1+
t
t2+4t+3=1+
1
t+
3
t+4,

1
t+
3
t+4≤
1
2
3+4
∴m≥1+
1
2
3+4;
(3)g(x)=f(2x)-4bf(x)=e2x-e-2x-4b(ex-e-x)+(8b-4)x,
g′(x)=2[e2x+e-2x-2b(ex+e-x)+(4b-2)]
=2[(ex+e-x2-2b(ex+e-x)+(4b-4)]=
=2(ex+e-x-2)(ex+e-x-2b+2).
∵ex+e-x-2≥0,
(i)当b≤2时,-2b+2≥-2,∴ex+e-x-2b+2≥0,∴g′(x)≥0,等号仅当x=0时成立,所以g(x)在(-∞,+∞)上单调递增.而g(0)=0,
所以对任意x>0,g(x)>0.
(ii)当b>2时,∴2b-2>2,
若x满足2<ex+e-x<2b-2,即0<x<ln(b-1+
b2−2b)时,g′(x)<0.而g(0)=0,因此当0<x<ln(b-1+
b2−2b)时,g(x)<0,不满足要求.
综上b≤2,故b的最大值为2.

点评:
本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性.

考点点评: 本题主要考查函数与导数的关系,突出分类讨论的数学思想,分类的技巧是解题的关键.

1年前

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