已知函数f(x)=ekx−1x+1(e是自然对数的底数).

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  • 解题思路:(1)设g(x)=

    kx−1/x+1],求出导数,再由单调性可得g(x))是(-1,+∞)上的增函数,运用导数非负,即可得到;

    (2)先猜想满足条件的最大整数k=2.再证明,设h(x)=ln(x+1)+[3/x+1],再由导数判断单调性,再由单调性得到h(x)≥h(2),即可得证.

    (1)设g(x)=[kx−1/x+1],导数g′(x)=

    k(x+1)−kx+1

    (x+1)2=[k+1

    (x+1)2

    由于f(x))是(-1,+∞)上的增函数,且e>1,则g(x))是(-1,+∞)上的增函数,

    即有g′(x)≥0,即有k≥-1,即k的取值范围是[-1,+∞);

    (2)由条件可得,f(1)<2,即e

    k−1/2]<2,即有k<1+2ln2<3,猜想满足条件的最大整数k=2.

    证明:对任意的x∈(0,+∞),都有f(x)<x+1.

    e

    2x−1

    x+1<x+1⇔2-[3/x+1]<ln(x+1)⇔ln(x+1)+[3/x+1]>2,

    设h(x)=ln(x+1)+[3/x+1],则h′(x)=[1/x+1−

    3

    (x+1)2]=[x−2

    (x+1)2

    当0<x<2时,h′(x)<0,当x>2时,h′(x)>0,

    则∀x>0,则h(x)≥h(2)=1+ln3>2,

    即有对任意的x∈(0,+∞),都有f(x)<x+1.

    则满足条件的最大整数k=2.

    点评:

    本题考点: 利用导数研究函数的单调性;利用导数求闭区间上函数的最值.

    考点点评: 本题考查导数的运用:求单调区间和判断单调性,考查不等式恒成立思想,以及单调性的运用,考查运算能力,属于中档题和易错题.

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