已知f(x)=[lnx+kex(k为常数),且y=f(x)在x=1处取极值

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  • 解题思路:(1)由已知得

    f

    (x)=

    1

    x

    e

    x

    e

    x

    (lnx+k)

    e

    2x

    ],

    f

    (1)=

    e−ke

    e

    2

    =0,由此能求出k=1.

    (2)由(1)知x>0,

    f

    (x)=

    1

    x

    e

    x

    (1−x−xlnx)

    ,令h(x)=1-x-xlnx,x∈(0,+∞),由此利用导数性质能示出f(x)的单调区间.

    (3)由已知得g(x)=

    x+1

    e

    x

    (1−x−xlnx)

    ,x∈(0,+∞),对任意x>0,g(x)<1+e-2等价于1-x-xlnx<

    e

    x

    x+1

    (1+

    e

    2

    )

    ,由此利用构造法能证明对任意x>0,g(x)<1+e-2

    (1)∵f(x)=

    lnx+k

    ex(k为常数),

    ∴f′(x)=

    1/xex−ex(lnx+k)

    e2x],

    ∵y=f(x)在x=1处取极值,

    ∴f′(1)=

    e−ke

    e2=0,解得k=1.

    (2)由(1)知f(x)=[lnx+1

    ex,

    ∴x>0,f′(x)=

    1

    xex(1−x−xlnx),

    令h(x)=1-x-xlnx,x∈(0,+∞),

    当x∈(0,1)时,h(x)>0;当x∈(1,+∞)时,h(x)<0,

    又ex>0,∴x∈(0,1)时,f′(x)>0,x∈(1,+∞)时,f′(x)<0,

    ∴f(x)的单调递增区间为(0,1),单调递减区间为(1,+∞).

    (3)证明:∵g(x)=(x2+x)f′(x),

    ∴g(x)=

    x+1

    ex(1−x−xlnx),x∈(0,+∞),

    ∴对任意x>0,g(x)<1+e-2等价于1-x-xlnx<

    ex/x+1(1+e2),

    由(2)知h(x)=1-x-xlnx,x∈(0,+∞),

    ∴h′(x)=-lnx-2=-(lnx-lne-2),x∈(0,+∞),

    ∴当x∈(0,e-2)时,h′(x)>0,h(x)单调递增,

    当x∈(e-2,+∞)时,h′(x)<0,h(x)单调递减,

    ∴h(x)的最大值为h(e-2)=1+e-2

    ∴对任意x>0,g(x)<1+e-2

    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: 本题考查实数值的求法,考查函数的单调区间的求法,考查不等式的证明,解题时要认真审题,注意导数性质的合理运用.

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