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

1个回答

  • 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.