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(2012•山东)已知函数f(x)=lnx+kex(k为常数,e=2.71828…是自然对数的底数),曲线y=f(x)在

来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/08/03 09:19:59
(2012•山东)已知函数f(x)=
lnx+k
e
(2012•山东)已知函数f(x)=lnx+kex(k为常数,e=2.71828…是自然对数的底数),曲线y=f(x)在
(I)函数f(x)=
lnx+k
ex(k为常数,e=2.71828…是自然对数的底数),
∴f′(x)=

1
x−lnx−k
ex=
1−xlnx−kx
xex,x∈(0,+∞),
由已知,f′(1)=
1−k
e=0,∴k=1.
(II)由(I)知,f′(x)=

1
x−lnx−1
ex=
1−xlnx−x
xex,x∈(0,+∞),
设h(x)=1-xlnx-x,x∈(0,+∞),h'(x)=-(lnx+2),
当x∈(0,e-2)时,h'(x)>0,当x∈( e-2,1)时,h'(x)<0,
可得h(x)在x∈(0,e-2)时是增函数,在x∈( e-2,1)时是减函数,在(1,+∞)上是减函数,
又h(1)=0,h(e-2)>0,又x趋向于0时,h(x)的函数值趋向于1
∴当0<x<1时,h(x)>0,从而f'(x)>0,
当x>1时h(x)<0,从而f'(x)<0.
综上可知,f(x)的单调递增区间是(0,1),单调递减区间是(1,+∞).
(III)由(II)可知,当x≥1时,g(x)=xf'(x)≤0<1+e-2,故只需证明g(x)<1+e-2在0<x<1时成立.
当0<x<1时,ex>1,且g(x)>0,∴g(x)=
1−xlnx−x
ex<1−xlnx−x.
设F(x)=1-xlnx-x,x∈(0,1),则F'(x)=-(lnx+2),
当x∈(0,e-2)时,F'(x)>0,当x∈( e-2,1)时,F'(x)<0,
所以当x=e-2时,F(x)取得最大值F(e-2)=1+e-2
所以g(x)<F(x)≤1+e-2
综上,对任意x>0,g(x)<1+e-2