(2014•临汾模拟)设函数f(x)=ex−1x,x≠0.

(2014•临汾模拟)设函数f(x)=
ex−1
x
,x≠0.
(1)判断函数f(x)在(0,+∞)上的单调性;
(2)证明:对任意正数a,存在正数x,使不等式|f(x)-1|<a成立.
大秦之腔 1年前 已收到1个回答 举报

leiyifei 花朵

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解题思路:(1)利用导数的办法,通过导数大于或小于0判断函数的单调性.
(2)先将|f(x)-1|化为|f(x)-1|=
ex−x−1
x
,从而原不等式化为
ex−x−1
x
<a,即ex-(1+a)x-1<0.令∅(x)=ex-(1+a)x-1,利用导数研究它的单调性和最值,最后得到存在正数x=ln(1+a),使原不等式成立.

(1)f′(x)=
xex−(ex−1)
x2=
(x−1)ex+1
x2,-----------------(2分)
令h(x)=(x-1)ex+1,则h′(x)=ex+ex(x-1)=xex
当x>0时,h′(x)=xex>0,∴h(x)是(0,+∞)上的增函数,
∴h(x)>h(0)=0
故f′(x)=
h(x)
x2>0,即函数f(x)是(0,+∞)上的增函数.-----------------(6分)
(2)|f(x)-1|=|
ex−x−1
x|,
当x>0时,令g(x)=ex-x-1,则g′(x)=ex-1>0-----------------(8分)
故g(x)>g(0)=0,∴|f(x)-1|=
ex−x−1
x,
原不等式化为
ex−x−1
x<a,即ex-(1+a)x-1<0,-----------------(10分)
令∅(x)=ex-(1+a)x-1,则∅′(x)=ex-(1+a),
由∅(x)=0得:ex=1+a,解得x=ln(1+a),
当0<x<ln(1+a)时,∅′(x)<0;当x>ln(1+a)时,∅′(x)>0.
故当x=ln(1+a)时,∅(x)取最小值∅[ln(1+a)]=a-(1+a)ln(1+a),-----------------(12分)
令s(a)=[a/1+a]-ln(1+a),a>0则s′(a)=[1
(1+a)2−
1/1+a=−
a
(1+a)2]<0.
故s(a)<a(0)=0,即∅[ln(1+a)]=a-(1+a)ln(1+a)<0.
因此,存在正数x=ln(1+a),使原不等式成立.----------------(14分)

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;导数在最大值、最小值问题中的应用.

考点点评: 本题主要考查了函数单调性的判断方法、导数在最大值、最小值问题中的应用.利用导数判断函数的单调性常用的方法.

1年前

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