已知函数f(x)=x+1ex(e为自然对数的底数).

已知函数f(x)=
x+1
ex
(e为自然对数的底数).
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)设函数φ(x)=xf(x)+tf′(x)+
1
ex
,存在函数x1,x2∈[0,1],使得成立2φ(x1)<φ(x2)成立,求实数t的取值范围.
莎乐乐 1年前 已收到1个回答 举报

水煮素肉片 春芽

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解题思路:(1)确定函数的定义域,求导数.利用导数的正负,可得函数f(x)的单调区间;
(2)假设存在x1,x2∈[0,1],使得成立2φ(x1)<φ(x2)成立,则2φ(x)min<φ(x)max.分类讨论求最值,即可求实数t的取值范围.

(1)∵函数的定义域为R,f′(x)=-
x
ex….(2分)
∴当x<0时,f′(x)>0,当x>0时,f′(x)<0.
∴f(x)在(-∞,0)上单调递增,在(0,+∞)上单调递减.….(4分)
(2)假设存在x1,x2∈[0,1],使得成立2φ(x1)<φ(x2)成立,则2φ(x)min<φ(x)max
∵φ(x)=xf(x)+tf′(x)+
1
ex=
x2+(1−t)x+1
ex,
∴φ′(x)=
−(x−t)(x−1)
ex…(6分)
①当t≥1时,φ′(x)≤0,φ(x)在[0,1]上单调递减,∴2φ(1)<φ(0),即t>3-
e
2>1.….(8分)
②当t≤0时,φ′(x)>0,φ(x)在[0,1]上单调递增,∴2φ(0)<φ(1),即t<3-2e<0.….(10分)
③当0<t<1时,
在x∈[0,t),φ′(x)<0,φ(x)在[0,t]上单调递减
在x∈(t,1],φ′(x)>0,φ(x)在[t,1]上单调递增
∴2φ(t)<max{φ(0),φ(1)},即2•
t+1
et<{1,
3−t
e}(*)
由(1)知,g(t)=2•
t+1
et在[0,1]上单调递减

4
e≤2•
t+1
et≤2,而
2
e≤
3−t
e≤
3
e,
∴不等式(*)无解
综上所述,存在t∈(-∞,3-2e)∪(3-
e
2,+∞),使得命题成立.…(12分)

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: 本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性,考查函数的最值,考查分类讨论的数学思想,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.

1年前

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