题目内容
22、已知函数f(x)=ex-kx(x∈R)
(1)若k=e,试确定函数f(x)的单调区间;
(2)若k>0且对任意x∈R,f(|x|)>0恒成立,试确定实数k的取值范围.
(1)若k=e,试确定函数f(x)的单调区间;
(2)若k>0且对任意x∈R,f(|x|)>0恒成立,试确定实数k的取值范围.
分析:(1)求出函数的导数,只要解导数的不等式即可,根据导数与0的关系判断函数的单调性;
(2)函数f(|x|)是偶函数,只要f(x)>0对任意x≥0恒成立即可,等价于f(x)在[0,+∞)的最小值大于零.
(2)函数f(|x|)是偶函数,只要f(x)>0对任意x≥0恒成立即可,等价于f(x)在[0,+∞)的最小值大于零.
解答:解:(1)f'(x)=ex-e,令f'(x)=0,解得x=1
当x∈(1,+∞)时,f'(x)>0,∴f(x)在(1,+∞)单调递增;
当x∈(-∞,1)时,f'(x)<0,∴f(x)在(1,+∞)单调递减.(6分)
(2)∵f(|x|)为偶函数,∴f(|x|)>0恒成立等价于f(x)>0对x≥0恒成立
当x≥0时,f'(x)=ex-k,令f'(x)=0,解得x=lnk
(1)当lnk>0,即k>1时,f(x)在(0,lnk)减,在(lnk,+∞)增,
∴f(x)min=f(lnk)=k-kllnk>0,解得1<k<e,∴1<k<e
(2)当lnk≤0,即0<k≤1时,f'(x)=ex-k≥0,∴f(x)在[0,+∞)上单调递增,
∴f(x)min=f(0)=1>0,符合,∴0<k≤1
综上,0<k<e.(12分).
当x∈(1,+∞)时,f'(x)>0,∴f(x)在(1,+∞)单调递增;
当x∈(-∞,1)时,f'(x)<0,∴f(x)在(1,+∞)单调递减.(6分)
(2)∵f(|x|)为偶函数,∴f(|x|)>0恒成立等价于f(x)>0对x≥0恒成立
当x≥0时,f'(x)=ex-k,令f'(x)=0,解得x=lnk
(1)当lnk>0,即k>1时,f(x)在(0,lnk)减,在(lnk,+∞)增,
∴f(x)min=f(lnk)=k-kllnk>0,解得1<k<e,∴1<k<e
(2)当lnk≤0,即0<k≤1时,f'(x)=ex-k≥0,∴f(x)在[0,+∞)上单调递增,
∴f(x)min=f(0)=1>0,符合,∴0<k≤1
综上,0<k<e.(12分).
点评:本题考查导数在研究函数的单调性、最值和中的应用,考查等价转化的思想方法以及分析问题的能力.本题的第二问实际上是ex-kx>0在[0,+∞)上恒成立,也可以分离参数构造函数进行解答,即:当x=0时,k∈R;当x>0时,
由ex-kx>0,得$k<\frac{e^x}{x}$,令$φ(x)=\frac{e^x}{x}$,只要k<[φ(x)]min即可.
由ex-kx>0,得$k<\frac{e^x}{x}$,令$φ(x)=\frac{e^x}{x}$,只要k<[φ(x)]min即可.
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