已知函数f(x)=mx-[m−1/x]-lnx,m∈R,函数g(x)=[1/cosθ•x]+lnx在[1,+∞)上为增函

已知函数f(x)=mx-[m−1/x]-lnx,m∈R,函数g(x)=[1/cosθ•x]+lnx在[1,+∞)上为增函数,且θ∈[0,[π/2]).
(1)求θ的取值范围;c
(2)若h(x)=f(x)-g(x)在[1,+∞)上为单调函数,求m的取值范围;
(3)若在[1,e]上至少存在一个x0,使得h(x0)>[2ex0
随心难所欲 1年前 已收到1个回答 举报

瑞韩女子 幼苗

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解题思路:(1)由题意g(x)=−
1
cosθ•x2
+
1/x
≥0
在[1,+∞)上恒成立,由此利用导数性质能求出θ的取值范围.(2)由(1)得h(x)=mx-
m
x]-2lnx,从而h(x)=
mx2−2x+m
x2
,由此利用导数性质能求出m的取值范围.(3)构造函数F(x)=mx-[m/x
−2lnx−
2e
x].由此利用导数性质能求出m的取值范围.

(1)由题意g′(x)=−
1
cosθ•x2+
1/x≥0在[1,+∞)上恒成立,

cosθ•x−x
cosθ•x2≥0,
∵θ∈[0,
π
2),故cosθ•x-1≥0在[1,+∞)上恒成立,
只须cosθ•1-1≥0,即cosθ≥1,得θ=0,
∴θ的取值范围是{0}.
(2)由(1)得h(x)=mx-
m
x]-2lnx,
∴h′(x)=
mx2−2x+m
x2,
∵h(x)在[1,+∞)上为单调函数,
∴mx2-2x+m≥0,或者mx2-2x+m≤0在[1,+∞)恒成立,
mx2-2x+m≥0等价于m(1+x2)≥2x,即m≥[2x
1+x2,

2x
1+x2=
2
x+
1/x]•{[2
x+
1/x]}max=1,解得m≥1,
∴mx2-2x+m≤0等价于m(1+x2)≤2x,
即m≤
2x
1+x2在[1,+∞)恒成立,
而[2x
1+x2∈(0,1],∴m≤0,
综上所述,m的取值范围是(-∞,0]∪[1,+∞).
(3)构造函数F(x)=mx-
m/x−2lnx−
2e
x].
当m≤0时,x∈[1,e],mx-[m/x]≤0,-2lnx-[2e/x]<0,
∴在[1,e]上不存在一个x0
使得h(x0)>[2e
x0成立.…9分
当m>0时,F'(x)=m+
m
x2−
2/x+
2e
x2=
mx2−2x+m+2e
x2].
∵x∈[1,e],所以2e-2x≥0,mx2+m>0,∴F′(x)>0在[1,e]恒成立.
故F(x)在[1,e]上单调递增,F(x)max=me-[4/e]-4,只要me-[4/e]-4>0,
解得m>[4e
e2−1.
故m的取值范围是(
4e
e2−1,+∞).…14分.

点评:
本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性.

考点点评: 本题考查函数的单调区间的应用,考查实数取值范围的求法,解题时要注意导数性质、构造法和分类讨论思想的合理运用.

1年前

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