即k?2xx2?1在区间(0,??)恒成立. 令g(x)?2xx2?1,x?(0,??), g(x)?2x2x2?1??1,当且仅当x?1时取等号,∴ k?1.x?1实数k的取值范围[1,??).
x19.(14分)定义在正实数集上的函数f(x)满足下列条件:
①存在常数a(0?a?1),使得f(a)?1; ②对任意实数m,当x?0时,恒有f(xm)?mf(x).
(1)求证:对于任意正实数x、y,f(xy)?f(x)?f(y); (2)证明:f(x)在(0,??)上是单调减函数;
(3)若不等式f?log2??2??f?log8a?4?xa(4?x)?≤3恒成立,求实数a的取值范围. 解:(1)证明:令x?am,y?an,则f?am?n??(m?n)f(a)?mf(a)?nf(a)?f(am)?f(an),
所以f(xy)?f(x)?f(y),即证;(5分) (2)证明:设?0?x1?xx12,则必?s?0,满足
x?as, 2而f(xs1)?f(x2)?f?x1x??f(a)?sf(a)?s?0,即f(x1)?f(x2), 2所以f(x)在(0,??)上是单调减函数.(10分)
(3)令t?log(4a?)x0?,则f?t2?2??f?8t?≤3,故f?t2?28t?≤f?a3?,即a3≤18?t?2t?, 所以a3≤122,又0?a?1,故0?a?22.(14分)
20.(14分)设函数f(x)?xe2x?c(e?2.71828…是自然对数的底数,c?R)。
(Ⅰ)求f(x)的单调区间、最大值; (Ⅱ)讨论关于x的方程lnx?f(x)根的个数.
20.解:(Ⅰ)f'(x)?(1?2x)e?2x,由 f'(x)?0,解得x?12,
当 x?12时,f'(x)?0,f(x)单调递增;当 x?12时,f'(x)?0,f(x)单调递减.
所以,函数 f(x)的单调递增区间是(??,12),单调递减区间是(12,??),
最大值为f(12)?12e?1?c.
(Ⅱ)令g(x)?lnx?f(x)?lnx?xe?2x?c,x?(0,??).
(1) 当 x?(1,??)时, lnx?0,则g(x)?lnx?xe?2x?c, 所以 g'(x)?e?2xe2xxx?1). 因为 2x?1?0,e2x(?2x?0,所以g'(x)?0, 因此g(x)在(1,??)上单调递增.
(2)当 x?(0,1)时, lnx?0,则g(x)??lnx?xe?2x?c, 所以 g'(x)?e?2x(?e2x22xe2x2xx?2x?1).因为e?(1,e),e?1?x?0,所以?x??1.
又2x?1?1,所以?e2xx?2x?1?0,即g'(x)?0,因此g(x)在(0,1)上单调递减. 综合(1)(2)可知 当 x?(0,??)时,g(x)?g(1)??e?2?c.
当g(1)??e?2?c?0,即c??e?2时,g(x)没有零点,故方程lnx?f(x)的根的个数为0; 当g(1)??e?2?c?0,即c??e?2时,g(x)只有一个零点,
故关于x的方程lnx?f(x)的根的个数为1;当g(1)??e?2?c?0,即c??e?2时, ① 当x?(1,??)时,由(Ⅰ)知g(x)?lnx?xe?2x?c?lnx?(12e?1?c)?lnx?1?c,要使
g(x)?0,只需使lnx?1?c?0,即 x?(e1?c,??);
② 当x?(0,1)时,由(Ⅰ)知g(x)??lnx?xe?2x?c??lnx?(12e?1?c)??lnx?1?c,
要使g(x)?0,只需使?lnx?1?c?0,即 x?(0,e?1?c);所以 c?e?2时,g(x)有两个零
点,故关于x的方程lnx?f(x)的根的个数为2.
综上所述,当c??e?2时,关于x的方程lnx?f(x)的根的个数为0;
当c??e?2时,关于x的方程lnx?f(x)的根的个数为1; 当c??e?2时,关于x的方程lnx?f(x)的根的个数为2.
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