已知实数k∈R,且k≠0,e为自然对数的底数,函数f(x)=k•exex+1,g(x)=f(x)-x.

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  • 解题思路:(1)由函数g(x)在R上为减函数,可知g′(x)≤0,即k≤

    (

    e

    x

    +1

    )

    2

    e

    x

    ,根据基本不等式求出

    (

    e

    x

    +1

    )

    2

    e

    x

    ≥4,即可确定k的取值范围;

    (2)由g(x)在R上为减函数,g(0)=[k/1+1−0=

    k

    2]>0,g(4)<0,易得g(x)=0有且只有一个根x=x0.当x>x0时,有g(x)<g(x0)=0.即f(x)-x<0,从而x>f(x),又f(x)=

    k•

    e

    x

    e

    x

    +1

    =[k

    1+(

    1/e

    )

    x

    ]为增函数,f(x)>f(f(x)),所以x>f(f(x))成立;

    (3)利用新定义得出x1,x2∈[t-2,t],且x1<x2时,h=|g(x2)-g(x1)|=2-k

    e−1

    e+1

    .当且仅当

    e

    t

    e

    2

    e

    t

    ,即t=1时,hmin=2-k

    e−1

    e+1

    从而函数g(x)在长度为2的闭区间[-1,1]上“身高”最“矮”.

    (1)∵g(x)=f(x)-x=

    k•ex

    ex+1-x在R上为减函数,

    ∴g′(x)=

    kex(ex+1)−kex•ex

    (ex+1)2−1=

    kex

    (ex+1)2−1≤0恒成立.

    即k≤

    (ex+1)2

    ex恒成立.

    (ex+1)2

    ex=ex+

    1

    ex+2≥2+2=4.

    当且仅当ex=

    1

    ex,即x=0时,

    (ex+1)2

    ex的最小值为4.

    ∴k的取值范围为(-∞,4].

    (2)由(1)知,

    k∈(0,4]时,g(x)在R上为减函数.

    又g(0)=[k/1+1−0=

    k

    2]>0,

    g(4)=

    k•e4

    e4+1-4=

    ke4−4e4−4

    e4+1=

    (k−4)e4−4

    e4+1,

    ∵k≤4,

    ∴(k-4)e4-4<0,

    ∴g(4)<0.

    ∴g(x)=0在(0,4)上有一个根x=x0

    又g(x)在R上为减函数,

    ∴g(x)=0有且只有一个根x=x0

    ∴当x>x0时,有g(x)<g(x0)=0.

    即f(x)-x<0,

    ∴x>f(x).①

    又∵f(x)=

    k•ex

    ex+1=

    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: 本题考查导数在研究函数单调性中的应用,基本不等式以及新定义问题的处理技巧和基本运算能力,属于难题.

    1年前

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