已知函数f (x)=eg(x),g (x)=[kx−1/x+1](e是自然对数的底),

已知函数f (x)=eg(x),g (x)=[kx−1/x+1](e是自然对数的底),
(1)若函数g (x)是(1,+∞)上的增函数,求k的取值范围.
(2)若对任意的x>0,都有f (x)<x+1,求满足条件的最大整数k的值.
在水的一方 1年前 已收到1个回答 举报

xiang027 幼苗

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解题思路:(1)先求出导函数g′(x),然后将g(x)是(1,+∞)上的增函数转化成g′(x)>0在(1,+∞)上恒成立,即可求出k的取值范围;
(2)先由条件得到f(1)<2⇒e
k−2
2
<2⇒k<2ln2+1<3猜测最大整数k=2,然后证明e
2x−1
x+1
<x+1对任意x>0恒成立,转化成ln(x+1)+[3/x+1]>2,设h(x)=ln(x+1)+[3/x+1],然后利用导数求出h(x)在x>0上的最小值,即可证得整数k的最大值为2.

(1)设g (x)=[kx−1/x+1]⇒g′(x)=
k(x+1)−kx+1
(x+1)2=
k+1
(x+1)2,
因为g(x)是(1,+∞)上的增函数,
所以g′(x)>0,得到k>-1;所以k的取值范围为(-1,+∞)
(2)由条件得到f(1)<2⇒e
k−2
2<2⇒k<2ln2+1<3猜测最大整数k=2,
现在证明e
2x−1
x+1<x+1对任意x>0恒成立,e
2x−1
x+1<x+1等价于,
2-[3/x+1]<(lnx+1)⇔ln(x+1)+[3/x+1]>2,
设h(x)=ln(x+1)+[3/x+1]⇒h′(x)=[1/x+1]-
3
(x+1)2=
x−2
(x+1)2
故x∈(0,2)时,h′(x)<0,当x∈(2,+∞)时,h′(x)>0,
所以对任意的x>0都有h(x)≥h(2)=ln3+1>2,
即e
2x−1
x+1<x+1对任意x>0恒成立,
所以整数k的最大值为2.

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;函数恒成立问题.

考点点评: 本题主要考查了根据单调性求参数k的问题,以及不等式恒成立等基础知识,考查灵活运用转化和划归的思想方法进行探索、分析与解决问题的综合能力,属于中档题.

1年前

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