已知函数f(x)=ex-kx,其中k∈R;

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  • 解题思路:(Ⅰ)若k=e,利用导数求函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)若k>0,且对于任意x∈R,f(|x|)>0恒成立,只需转化为f(x)>0对任意x≥0成立即可.(Ⅲ)利用导数求函数的最值,利用导数证明不等式.

    (Ⅰ)由k=e得f(x)=ex-ex,所以f'(x)=ex-e.

    由f'(x)>0得x>1,故f(x)的单调递增区间是(1,+∞),

    由f'(x)<0得x<1,故f(x)的单调递减区间是(-∞,1).

    (Ⅱ)由f(|-x|)=f(|x|)可知f(|x|)是偶函数.

    于是f(|x|)>0对任意x∈R成立等价于f(x)>0对任意x≥0成立.

    由f'(x)=ex-k=0得x=lnk.

    ①当k∈(0,1]时,f'(x)=ex-k>1-k≥0(x>0).

    此时f(x)在[0,+∞)上单调递增.

    故f(x)≥f(0)=1>0,符合题意.

    ②当k∈(1,+∞)时,lnk>0.

    当x变化时f'(x),f(x)的变化情况如下表:

    x (0,lnk) lnk (lnk,+∞)

    f'(x) - 0 +

    f(x) 单调递减 极小值 单调递增由此可得,在[0,+∞)上,f(x)≥f(lnk)=k-klnk.

    依题意,k-klnk>0,又k>1,∴1<k<e.

    综合①,②得,实数k的取值范围是0<k<e.

    (Ⅲ)由题,f(x)>x2-3kx+1,即ex-kx>x2-3kx+1⇔ex-x2+2kx-1>0

    记g(x)=ex-x2+2kx-1,则g'(x)=ex-2x+2k,记h(x)=ex-2x+2k

    则h'(x)=ex-2,得h'(x)>0⇔ex>2⇔x>ln2

    因此,h(x)在(-∞,ln2)上递减,在(ln2,+∞)上递增;

    得h(x)min=h(ln2)=2-2ln2+2k;

    因为,k>ln2-1,可得h(x)min=2-2ln2+2k>0

    所以,g'(x)>0,说明g(x)在R上递增,因此,当x>0时有g(x)>g(0)=0

    由上,ex-x2+2kx-1>0,因此得f(x)>x2-3kx+1;

    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;导数在最大值、最小值问题中的应用.

    考点点评: 本题主要考查利用导数研究函数的性质,要求熟练掌握导数的应用,考查学生的运算能力.