已知函数f(x)=mx-αlnx-m,g(x)=[exex,其中m,α均为实数.

已知函数f(x)=mx-αlnx-m,g(x)=[exex
vickys_life 1年前 已收到1个回答 举报

Billy0411 幼苗

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解题思路:(1)对于第一问非常简单,只需按求解极值的定义求解即可.
(2)在所给式子中含绝对值,一般考虑去掉绝对值,x1,x2是任给的两个数,所以可考虑用函数单调性.去掉绝对值之后,注意观察式子,你会发现,只要做适当变形,便可利用函数单调性的定义,得到一个新的函数的单调性,再结合导数求a的范围即可.
(3)通过第三问的条件,你会得到f(x)在区间(0,e]不是单调函数的结论,并要求f(x)的值域需包含g(x)的值域便可.接下来就是看怎样让f(x)的值域包含g(x)的值域,即能求出m的范围.

(1)g′(x)=
e(1−x)
ex,令
e(1−x)
ex=0,解得x=1,
∵ex>0,∴x∈(-∞,1)时,g′(x)>0;x∈(1,+∞)时,g′(x)<0,根据极大值的定义知:g(x)极大值是g(1)=1,无极小值.
(2)当m=1,a<0时,f(x)=x-alnx-1,所以在[3,4]上f′(x)=
x−a/x]>0,所以f(x)在[3,4]上是增函数.
设h(x)=[1
g(x)=
ex/ex],所以在[3,4]上h′(x)=
ex(x−1)
ex2>0,所以h(x)在[3,4]上为增函数.
设x2>x1,则|f(x2)−f(x1)|<|
1
g(x2)−
1
g(x1)|恒成立,变成f(x2)−f(x1)<
1
g(x2)−
1
g(x1)恒成立,即:f(x2)-f(x1)<h(x2)-h(x1)恒成立,即:f(x2)-h(x2)<f(x1)-h(x1).设u(x)=f(x)-h(x)=x−alnx−1−
1
e•
ex
x,则u(x)在[3,4]上为减函数.
∴u′(x)=1-[a/x−
1
e•
ex(x−1)
x2]≤0在[3,4]上恒成立.
∴a≥x−ex−1+
ex−1
x恒成立.设v(x)=x-−ex−1+
ex−1
x,所以v′(x)=1-ex−1+
ex−1(x−1)
x2=1−ex−1[(
1
x−
1
2)2+
3
4],因为x∈[3,4],所以ex−1[(
1
x−
1
2)2+
3
4]>
3
4e2,所以v′(x)<0,所以v(x)为减函数.
∴v(x)在[3,4]上的最大值为v(3)=3−
2
3e2.
∴a≥3−
2
3e2,∴a的最小值为:3−
2
3e2.
(3)由(1)知g(x)在(0,1]上单调递增,在(1,e]单调单调递减,又g(0)=0,g(e)=
e2
ee,所以g(x)的值域是(0,1].
∵f(x)=mx-2lnx-m;
∴当m=0时,f(x)=-2lnx,在(0,e]为减函数,由题意知,f(x)在(0,e]不是单调函数;故m=0不合题意;
当m≠0时,f′(x)=
m(x−
2
m)
x,由于f(x)在(0,e]上不单调,所以0<
2
m<e,即m>
2
e;①
此时f(x)在(0,[2/m])递减,在([2/m],e]递增;
∴f(e)≥1,即me-2-m≥1,解得m≥
3
e−1;②
所以由①②,得m≥
3
e−1;
∵1∈(0,e],∴f([2/m])≤f(1)=0满足条件.
下证存在t∈(0,[2/m]]使得f(t)≥1;
取t=e-m,先证e−m<
2
m,即证2em-m>0;③
设w(x)=2ex-x,则w′(x)=2ex-1>0在[[3/e−1],+∞)时恒成立;
∴w(x)在[[3/e−1],+∞)上递增,∴w(x)≥w(
3
e−1)>0,所以③成立;
再证f(e-m)≥1;
∵f(e−m)=me−m+m>m≥
3
e−1>1,∴m≥
3
e−1时,命题成立.
所以m的取值范围是:[[3/e−1],+∞).

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的极值;利用导数研究函数的单调性.

考点点评: 本题用到的知识点有:1.极值的定义.
2.用倒数求函数单调区间,判断单调性的方法.
3.单调函数定义的运用.
4.会对式子做适当变形,从而解决问题.

1年前

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