已知函數(shù).
(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;
(2)對于任意正實數(shù),不等式恒成立,求實數(shù)的取值范圍;
(3)是否存在最小的正常數(shù),使得:當(dāng)時,對于任意正實數(shù),不等式恒成立?給出你的結(jié)論,并說明結(jié)論的合理性.
解:⑴令,得.當(dāng)時,;當(dāng)時,.所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增. (3分)
⑵由于,所以.構(gòu)造函數(shù),則令,得.當(dāng)時,;當(dāng)時,.所以函數(shù)在點處取得最小值,即.
因此所求的的取值范圍是. (7分)
⑶結(jié)論:這樣的最小正常數(shù)存在. 解釋如下:
.
構(gòu)造函數(shù),則問題就是要求恒成立. (9分)
對于求導(dǎo)得 .
令,則,顯然是減函數(shù).
又,所以函數(shù)在上是增函數(shù),在上是減函數(shù),而,
,.
所以函數(shù)在區(qū)間和上各有一個零點,令為和,并且有: 在區(qū)間和上,即;在區(qū)間上,即. 從而可知函數(shù)在區(qū)間和上單調(diào)遞減,在區(qū)間上單調(diào)遞增. ,當(dāng)時,;當(dāng)時,. 還有是函數(shù)的極大值,也是最大值.
題目要找的,理由是:
當(dāng)時,對于任意非零正數(shù),,而在上單調(diào)遞減,所以一定恒成立,即題目所要求的不等式恒成立,說明;
當(dāng)時,取,顯然且,題目所要求的不等式不恒成立,說明不能比小.
綜合可知,題目所要尋求的最小正常數(shù)就是,即存在最小正常數(shù),當(dāng)時,對于任意正實數(shù),不等式恒成立. (12分)
( 注意:對于和的存在性也可以如下處理:
令,即. 作出基本函數(shù)和 的圖像,借助于它們的圖像有兩個交點很容易知道方程有兩個正實數(shù)根和,且,(實際上),可知函數(shù)在區(qū)間和上單調(diào)遞減,在區(qū)間上單調(diào)遞增.,當(dāng)時,;當(dāng)時,. 還有是函數(shù)的極大值,也是最大值. )
科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:
若對于定義在R上的函數(shù) ,其圖象是連續(xù)不斷的,且存在常數(shù)使得對任意實數(shù)都成立,則稱 是一個“—伴隨函數(shù)”. 有下列關(guān)于 “—伴隨函數(shù)”的結(jié)論:①是常數(shù)函數(shù)中唯一個“—伴隨函數(shù)”;②不是“—伴隨函數(shù)”;
③是一個“—伴隨函數(shù)”;④“ —伴隨函數(shù)”至少有一個零點. 其中不正確的序號是_________(填上所有不正確的結(jié)論序號).
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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:
已知函數(shù)f(x)=ax-bxln x,其圖象經(jīng)過點(1,1),且在點(e,f(e))處的切線斜率為3.(e為自然對數(shù)的底數(shù)).
(1)求實數(shù)a、b的值;
(2)若k∈Z,且k<對任意x>1恒成立,求k的最大值;
(3)證明:2ln 2+3ln 3+…+nln n>(n-1)2(n∈N*,n>1).
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