解题思路:(Ⅰ)首先说明函数f(|-x|)是偶函数,问题转化为f(x)>0对任意x≥0成立,求出函数f(x)的导函数,分k的范围求出函数f(x)在[0,+∞)上的最小值,由最小值大于0求得k的取值范围;(Ⅱ)首先判断出F(x)>0恒成立,然后由lnF(x1)+lnF(x2)>ln(en+1+2),分别得到lnF(1)+lnF(n)>ln(en+1+2),lnF(2)+lnF(n-1)>ln(en+1+2),…,lnF(n)+lnF(1)>ln(en+1+2).累加后即可证得结论.
(Ⅰ)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.
(Ⅱ)∵F(x)=f(x)+f(-x)=ex+e-x>0,
∴lnF(x1)+lnF(x2)=ln[(ex1+e−x1)(ex2+e−x2)],
又(ex1+e−x1)(ex2+e−x2)
=ex1+x2+e−(x1+x2)+ex1−x2+e−x1+x2>ex1+x2+e−(x1+x2)+2>ex1+x2+2,
∴lnF(1)+lnF(n)>ln(en+1+2),
lnF(2)+lnF(n-1)>ln(en+1+2),
…
lnF(n)+lnF(1)>ln(en+1+2).
由此得:2[F(1)+F(2)+…+F(n)]
=[F(1)+F(n)]+[F(2)+F(n-1)]+…+[F(n)+F(1)]>nln(en+1+2),
故lnF(1)+lnF(2)+…+lnF(n)>[n/2]ln(en+1+2)(n∈N*)成立.
点评:
本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;函数恒成立问题;分数指数幂;数列的求和.