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已知函数f=ex,g=lnx,h=kx+b.当b=0时,若对∀x∈均有f≥h≥g成立,求实数k的取值范围;

题文

已知函数f (x)=ex,g(x)=lnx,h(x)=kx+b.
(1)当b=0时,若对∀x∈(0,+∞)均有f (x)≥h(x)≥g(x)成立,求实数k的取值范围;
(2)设h(x)的图象为函数f (x)和g(x)图象的公共切线,切点分别为(x1,f (x1))和(x2,g(x2)),其中x1>0.
①求证:x1>1>x2
②若当x≥x1时,关于x的不等式ax2-x+xe-x+1≤0恒成立,求实数a的取值范围. 题型:未知 难度:其他题型

答案

(1)依题意对∀x∈(0,+∞)均有ex≥kx≥lnx成立
即对任意∀x∈(0,+∞)均有exx≥k≥lnxx成立…(1分)
∴(exx)min≥k≥(lnxx)max
因为(exx)=ex(x-1)x2故y=exx在(0,1)上减,(1,+∞)增
∴(exx)min=e
又(lnxx)=1-lnxx2故y=lnxx在(0,e)上减,(e,+∞)增
∴(lnxx)max=1e即k的取值范围是[1e,e]
(2)由题知:h(x)即为y-e x1=e x1(x-x1)即y=e x1•x+e x1-x1 e x1
也为y=lnx2=1x2(x-x2)即y=1x2x+lnx2-1
∴ex1=1x2ex1-x1ex1=lnx2-1…(6分)
又x1=0,∴e x1>1  即1x2>1⇒x1>1
即x1>1>x2…(8分)
(3)令F(x)=ax2-x+xe-x+1(x≥x1
∴F′(x)=-1-xe-x+e-x=-1+e-x(1-x)( x≥x1)
又x≥x1>1,F′(x)=-1-xe-x+e-x=-1+e-x(1-x)<0
即F(x)=ax2-x+xe-x+1(x≥x1)单调减,
所以只要F(x)≤F(x1)=ax2-x1+x1e -x1+1≤0
即a+x1-x1e x1+e x1≤0…(12分)
由ex1=1x2ex1-x1ex1=lnx2-1
∴x1=-lnx2ex1-x1ex1=lnx2-1
即x1-x1ex1+ex1=-1
故只要a+x1-x1ex1+ex1=a-1≤0得:
a≤1
综上,实数a的取值范围是(-∞,1]…(14分)

解析

exx

考点

据考高分专家说,试题“已知函数f(x)=ex,g(x)=lnx.....”主要考查你对 [函数的单调性、最值 ]考点的理解。 函数的单调性、最值

单调性的定义:

1、对于给定区间D上的函数f(x),若对于任意x1,x2∈D,当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),则称f(x)是区间上的增函数;当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),则称f(x)是区间D上的减函数。

2、如果函数y=f(x)在区间上是增函数或减函数,就说函数y=f(x)在区间D上具有(严格的)单调性,区间D称为函数f(x)的单调区间。如果函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,区间D称为函数f(x)的单调增或减区间 
 
3、最值的定义:
最大值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M,满足: ①对于任意的x∈I,都有f(x)≤M;②存在x0∈I,使得f(x0)=M;那么,称M是f(x)的最大值.
最小值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M,满足: ①对于任意的x∈I,都有f(x)≥M;②存在x0∈I,使得f(x0)=M;那么,称M是f(x)的最小值 p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.Msonormal {margin:0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;text-justify:inter-ideograph;font-size:10.5pt;font-family:"Times New Roman";}div.Section1 {page:Section1;}p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.Msonormal {margin:0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;text-justify:inter-ideograph;font-size:10.5pt;font-family:"Times New Roman";}div.Section1 {page:Section1;}

判断函数f(x)在区间D上的单调性的方法

(1)定义法:其步骤是:
①任取x1,x2∈D,且x1<x2;
②作差f(x1)-f(x2)或作商
已知函数f=ex,g=lnx,h=kx+b.当b=0时,若对∀x∈均有f≥h≥g成立,求实数k的取值范围;
,并变形;
③判定f(x1)-f(x2)的符号,或比较
已知函数f=ex,g=lnx,h=kx+b.当b=0时,若对∀x∈均有f≥h≥g成立,求实数k的取值范围;
与1的大小;
④根据定义作出结论。
(2)复合法:利用基本函数的单调性的复合。
(3)图象法:即观察函数在区间D上部分的图象从左往右看是上升的还是下降的。

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