已知函数f(x)=ex-kx2,x∈R

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  • 解题思路:(1)k=

    1/2]时,利用导数可判断f(x)在(0,+∞)上单调递增,从而可得f(x)>f(0)=1;

    (2)f(x)在区间(0,+∞)上单调递增,等价于f′(x)=ex-2kx≥0(x>0)恒成立,分k≤0,0<k≤[1/2],k>[1/2]三种情况进行讨论,前两种情况易作出判断,k>[1/2]时,利用导数求出最值解不等式即可;

    (3)由(1)知,对于x∈(0,+∞),有f(x)=ex>[1/2]x2+1,则e2x>2x2+1,ln(2x2+1)<2x,从而有ln([2

    n

    4

    +1)<

    2

    n

    2

    (n∈N*),于是ln(

    2

    1

    4

    +1)+ln(

    2

    2

    4

    +1)+ln(

    2

    3

    4

    +1)+…+ln(

    2

    n

    4

    +1)<

    2

    1

    2

    +

    2

    2

    2

    +

    +…+

    2

    n

    2

    2

    1

    2

    +

    2/1×2]+…+

    2

    (n−1)×n

    ,整理可得结论;

    (1)f(x)=ex-

    1/2]x2,则h(x)=f′(x)=ex-x,

    ∴h′(x)=ex-1>0(x>0),

    ∴h(x)=f′(x)在(0,+∞)上递增,∴f′(x)>f′(0)=1>0,

    ∴f(x)=ex-[1/2]x2在(0,+∞)上单调递增,

    故f(x)>f(0)=1.

    (2)f′(x)=ex-2kx,下求使f′(x)≥0(x>0)恒成立的k的取值范围.

    若k≤0,显然f′(x)>0,f(x)在区间(0,+∞)上单调递增;

    记φ(x)=ex-2kx,则φ′(x)=ex-2k,

    当0<k≤[1/2]时,∵ex>e0=1,2k≤1,∴φ′(x)>0,则φ(x)在(0,+∞)上单调递增,

    于是f′(x)=φ(x)>φ(0)=1>0,∴f(x)在(0,+∞)上单调递增;

    当k>[1/2]时,φ(x)=ex-2kx在(0,ln2k)上单调递减,在(ln2k,+∞)上单调递增,

    于是f′(x)=φ(x)≥φ(ln2k)=eln2k-2kln2k,

    由eln2k-2kln2k≥0,得2k-2kln2k≥0,则[1/2]≤k≤[e/2],

    综上,k的取值范围为(-∞,[e/2]].

    (3)由(1)知,对于x∈(0,+∞),有f(x)=ex>[1/2]x2+1,∴e2x>2x2+1,

    则ln(2x2+1)<2x,从而有ln([2

    n4+1)<

    2

    n2(n∈N*),

    于是:ln(

    2

    14+1)+ln(

    2

    24+1)+ln(

    2

    34+1)+…+ln(

    2

    n4+1)<

    2

    12+

    2

    22++…+

    2

    n2<

    2

    12+

    2/1×2]+…+[2

    (n−1)×n=2+2(1-

    1/2]+…+[1/n−1]-[1/n])=4-[2/n]<4,

    故:([2

    14+1)(

    2

    24+1)(

    2

    34+1)…(

    2

    n4+1)<e4

    点评:

    本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用.

    考点点评: 本题考查利用导数研究函数的单调性、最值及不等式证明等知识,考查学生综合运用知识分析问题解决问题的能力,综合性较强,对能力要求很高.

    1年前

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