(文)已知函数f(x)=mx-[m/x]-2lnx(m∈R)

1个回答

  • 解题思路:(1)求导得f′(x)=mx2−2x+mx2,由y=f(x)在区间[1,+∞)上是单调函数,知关于x的不等式mx2-2x+m≥0在区间[1,+∞)上恒成立或关于x的不等式mx2-2x+m≤0在区间[1,+∞)上恒成立,分离参数后化为求函数的最值,利用基本不等式易求函数的最值;(2)构造函数F(x)=f(x)-g(x),即F(x)=mx−mx−2lnx−2ex.则只需F(x)max>0即可,分m≤0,m>0两种情况讨论,m≤0时可判断函数的符号;m>0时利用导数可得函数的最大值;

    (文)(1)f′(x)=

    mx2−2x+m

    x2,

    ∵y=f(x)在区间[1,+∞)上是单调函数,

    ∴关于x的不等式mx2-2x+m≥0在区间[1,+∞)上恒成立或关于x的不等式mx2-2x+m≤0在区间[1,+∞)上恒成立,

    即关于x的不等式m≥

    2x

    1+x2在区间[1,+∞)上恒成立或关于x的不等式m≤

    2x

    1+x2在区间[1,+∞)上恒成立,

    而[2x

    1+x2=

    2

    x+

    1/x],

    ∵x+

    1

    x在x∈[1,+∞)时的取值范围是[2,+∞),

    ∴[2x

    1+x2=

    2

    x+

    1/x]在x∈[1,+∞)时的取值范围是(0,1],

    ∴m的取值范围是(-∞,0]∪[1,+∞);

    (2)构造函数F(x)=f(x)-g(x),即F(x)=mx−

    m

    x−2lnx−

    2e

    x.

    当m≤0时,∵x∈[1,e],mx-[m/x]≤0,-2ln-[2e/x]<0,

    ∴F(x)<0,即在[1,e]上不存在一个x0,使得f(x0)>g(x0)成立.

    当m>0时,F′(x)=

    mx2−2x+m+2e

    x2,

    ∵x∈[1,e],∴2e-2x≥0,mx2+m>0,∴F'(x)>0在x∈[1,e]时恒成立.

    故F(x)F(x)在x∈[1,e]时单调递增,F(x)max=F(e)=me−

    m

    e−4,

    只要me−

    m

    e−4>0,解得m>

    4e

    e2−1.

    故m的取值范围是(

    4e

    e2−1,+∞).

    点评:

    本题考点: 利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值.

    考点点评: 该题考查利用导数研究函数的单调性、函数恒成立等知识,考查学生的运算求解能力、转化能力.