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设函数f=1-e-x,函数g(x)=xax+1.当a=0时,求函数h=f'•g的极值;若f

题文

设函数f(x)=1-e-x,函数g(x)=xax+1(其中a∈R,e是自然对数的底数).
(Ⅰ)当a=0时,求函数h(x)=f'(x)•g(x)的极值;
(Ⅱ)若f(x)≤g(x)在[0,+∞)上恒成立,求实数a的取值范围;
(Ⅲ)设n∈N*,求证:e2n-n

设函数f=1-e-x,函数g(x)=xax+1.当a=0时,求函数h=f'•g的极值;若f

k=14k+1≤n!≤en(n-1)2(其中e是自然对数的底数). 题型:未知 难度:其他题型

答案

(Ⅰ)∵f(x)=1-e-x,∴f′(x)=-e-x•(-1)=e-x
函数h(x)=f′(x)•g(x)=xe-x
∴h′(x)=(1-x)•e-x,当x<1时,h′(x)>0;当x>1时,h′(x)<0,
故该函数在(-∞,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.
∴函数h(x)在x=1处取得极大值h(1)=1e.(4分)
(Ⅱ)由题1-e-x≤xax+1在[0,+∞)上恒成立,
∵x≥0,1-e-x∈[0,1),∴xax+1≥0,
若x=0,则a∈R,若x>0,则a>-1x恒成立,则a≥0.
不等式1-e-x≤xax+1恒成立等价于(ax+1)(1-e-x)-x≤0在[0,+∞)上恒成立,(6分)
令μ(x)=(ax+1)(1-e-x),则μ′(x)=a(1-e-x)+(ax+1)e-x-1,
又令v(x)=a(1-e-x)+(ax+1)e-x-1,
则v′(x)=e-x(2a-ax-1),∵x≥0,a≥0.
①当a=0时,v′(x)=-e-x<0,
则v(x)在[0,+∞)上单调递减,∴v(x)=μ′(x)≤v(0)=0,
∴μ(x)在[0,+∞)上单减,∴μ(x)≤μ(0)=0,
即f(x)≤g(x)在[0,+∞)上恒成立;(7分)
②当a≥0时,v′(x)=-a•e-x(x-2a-1a).
ⅰ)若2a-1≤0,即0<a≤12时,v′(x)≤0,则v(x)在[0,+∞)上单调递减,
∴v(x)=μ′(x)≤v(0)=0,
∴μ(x)在[0,+∞)上单调递减,
∴μ(x)≤μ(0)=0,
此时f(x)≤g(x)在[0,+∞)上恒成立;(8分)
ⅱ)若2a-1>0,即a>12时,若0<x<2a-1a时,
v′(x)>0,则v(x)在(0,2a-1a)上单调递增,
∴v(x)=μ′(x)>v(0)=0,∴μ(x)在(0,2a-1a)上也单调递增,
∴μ(x)>μ(0)=0,即f(x)>g(x),不满足条件.(9分)
综上,不等式f(x)≤g(x)在[0,+∞)上恒成立时,实数a的取值范围是[0,12].(10分)
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,当a=12时,则1-e-x≤x12x+1,
∴e-x≥2-x2+x,
当x∈[0,2)时,e-x≥2-x2+x,∴x≤ln2+x2-x,
令2+x2-x=n,则x=2n-2n+1=2-4n+1,
∴lnn≥2-4n+1(n∈N*),∴n



设函数f=1-e-x,函数g(x)=xax+1.当a=0时,求函数h=f'•g的极值;若f



k=1lnk≥2n-n



设函数f=1-e-x,函数g(x)=xax+1.当a=0时,求函数h=f'•g的极值;若f



k=14k+1,
∴ln(n!)≥2n-n



设函数f=1-e-x,函数g(x)=xax+1.当a=0时,求函数h=f'•g的极值;若f



k=14k+1,(12分)
又由(Ⅰ)得h(x)≤h(1),即xe-x≤1e,当x>0时,ln(xe-x)≤ln1e=-1,∴lnx≤x-1,
ln(n!)=ln2+ln3+…+lnn≤1+2+…+(n-1)=n(n-1)2,
综上得2n-n



设函数f=1-e-x,函数g(x)=xax+1.当a=0时,求函数h=f'•g的极值;若f



k=14k+1≤ln(n!)≤n2-n2,
即e2n-n



设函数f=1-e-x,函数g(x)=xax+1.当a=0时,求函数h=f'•g的极值;若f



k=14k+1≤n!≤en(n-1)2.(14分)

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解析

1e

考点

据考高分专家说,试题“设函数f(x)=1-e-x,函数g(x).....”主要考查你对 [函数的奇偶性、周期性 ]考点的理解。 函数的奇偶性、周期性

函数的奇偶性定义:

偶函数:一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),则称函数f(x)为偶函数。
奇函数:一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数。 
 
函数的周期性

(1)定义:若T为非零常数,对于定义域内的任一x,使f(x+T)=f(x)恒成立,则f(x)叫做周期函数,T叫做这个函数的一个周期。
周期函数定义域必是无界的。
(2)若T是周期,则k·T(k≠0,k∈Z)也是周期,所有周期中最小的正数叫最小正周期。一般所说的周期是指函数的最小正周期。
周期函数并非都有最小正周期,如常函数f(x)=C。

奇函数与偶函数性质:

(1)奇函数与偶函数的图像的对称性:奇函数的图像关于原点对称,偶函数的图像关于y轴对称。
(3)在公共定义域内,①两个奇函数的和是奇函数,两个奇函数的积是偶函数; ②两个偶函数的和、积是偶函数; ③一个奇函数,一个偶函数的积是奇函数。

注:定义域在数轴上关于原点对称是函数f(x)为奇函数或偶函数的必要但不充分条件.

1、函数是奇函数或偶函数的前提定义域必须关于原点对称;定义域在数轴上关于原点对称是函数f(x)为奇函数或偶函数的必要但不充分条件.

2、函数的周期性    令a , b 均不为零,若: 
(1)函数y = f(x) 存在 f(x)=f(x + a) ==> 函数最小正周期 T=|a| 
(2)函数y = f(x) 存在f(a + x) = f(b + x) ==> 函数最小正周期 T=|b-a| 
(3)函数y = f(x) 存在 f(x) = -f(x + a) ==> 函数最小正周期 T=|2a| 
(4)函数y = f(x) 存在 f(x + a) =
设函数f=1-e-x,函数g(x)=xax+1.当a=0时,求函数h=f'•g的极值;若f
  ==> 函数最小正周期 T=|2a| 
(5)函数y = f(x) 存在 f(x + a) = 
设函数f=1-e-x,函数g(x)=xax+1.当a=0时,求函数h=f'•g的极值;若f
  ==> 函数最小正周期 T=|4a|

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