解答题对于函数f(x)和g(x),若存在常数k,m,对于任意x∈R,不等式f(x)≥k

发布时间:2020-07-09 06:14:25

解答题对于函数f(x)和g(x),若存在常数k,m,对于任意x∈R,不等式f(x)≥kx+m≥g(x)都成立,则称直线y=kx+m是函数f(x),g(x)的分界线.已知函数f(x)=ex(ax+1)(e为自然对数的底,a∈R为常数).
(Ⅰ)讨论函数f(x)的单调性;
(Ⅱ)设f(x)=ln(1+x)-mx,试探究函数f(x)与函数(0,+∞)是否存在“分界线”?若存在,求出分界线方程;若不存在,试说明理由.

网友回答

解:(Ⅰ)f′(x)=ex(ax+1+a),(2分)
当a>0时,f′(x)>0?ax>-a-1,即x>-1-,
函数f(x)在区间(-1-,+∞)上是增函数,
在区间(-∞,-1-)上是减函数;(3分)
当a=0时,f′(x)>0,函数f(x)是区间(-∞,+∞)上的增函数;(5分)
当a<0时,f′(x)>0?ax>-a-1,即x<-1-,
函数f(x)在区间(-∞,-1-)上是增函数,在区间(-1-,+∞)上是减函数.(7分)
(Ⅱ)若存在,则ex(x+1)≥kx+m≥-x2+2x+1恒成立,
令x=0,则1≥m≥1,
所以m=1,(9分)
因此:kx+1≥-x2+2x+1恒成立,即x2+(k-2)x≥0恒成立,
由△≤0得到:k=2,
现在只要判断ex(x+1)≥2x+1是否恒成立,(11分)
设?(x)=ex(x+1)-(2x+1),
因为:?′(x)=ex(x+2)-2,
当x>0时,ex>1,x+2>2,?′(x)>0,
当x<0时,ex(x+2)<2ex<2,?′(x)<0,
所以?(x)≥?(0)=0,即ex(x+1)≥2x+1恒成立,
所以函数f(x)与函数g(x)=-x2+2x+1存在“分界线”.(14分)解析分析:(Ⅰ)f′(x)=ex(ax+1+a),当a>0时,f′(x)>0?函数f(x)在区间(-1-,+∞)上是增函数,在区间(-∞,-1-)上是减函数;a=0时,f′(x)>0,函数f(x)是区间(-∞,+∞)上的增函数;当a<0时,f′(x)>0?ax>-a-1,函数f(x)在区间(-∞,-1-)上是增函数,在区间(-1-,+∞)上是减函数.(Ⅱ)若存在,则ex(x+1)≥kx+m≥-x2+2x+1恒成立,令x=0,得m=1,因此x2+(k-2)x≥0恒成立,由此及彼能推导出函数f(x)与函数g(x)=-x2+2x+1存在“分界线”.点评:本题考查导数在函数单调性中的运用,解题时要注意导数公式的灵活运用,合理地运用导数的性质解题.
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