已知函数f(x)=ex-kx2,x∈R
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解题思路:(1)k=

1/2]时,利用导数可判断f(x)在(0,+∞)上单调递增,从而可得f(x)>f(0)=1;

(2)f(x)在区间(0,+∞)上单调递增,等价于f′(x)=ex-2kx≥0(x>0)恒成立,分k≤0,0<k≤[1/2],k>[1/2]三种情况进行讨论,前两种情况易作出判断,k>[1/2]时,利用导数求出最值解不等式即可;

(3)由(1)知,对于x∈(0,+∞),有f(x)=ex>[1/2]x2+1,则e2x>2x2+1,ln(2x2+1)<2x,从而有ln([2

n

4

+1)<

2

n

2

(n∈N*),于是ln(

2

1

4

+1)+ln(

2

2

4

+1)+ln(

2

3

4

+1)+…+ln(

2

n

4

+1)<

2

1

2

+

2

2

2

+

+…+

2

n

2

2

1

2

+

2/1×2]+…+

2

(n−1)×n

,整理可得结论;

(1)f(x)=ex-

1/2]x2,则h(x)=f′(x)=ex-x,

∴h′(x)=ex-1>0(x>0),

∴h(x)=f′(x)在(0,+∞)上递增,∴f′(x)>f′(0)=1>0,

∴f(x)=ex-[1/2]x2在(0,+∞)上单调递增,

故f(x)>f(0)=1.

(2)f′(x)=ex-2kx,下求使f′(x)≥0(x>0)恒成立的k的取值范围.

若k≤0,显然f′(x)>0,f(x)在区间(0,+∞)上单调递增;

记φ(x)=ex-2kx,则φ′(x)=ex-2k,

当0<k≤[1/2]时,∵ex>e0=1,2k≤1,∴φ′(x)>0,则φ(x)在(0,+∞)上单调递增,

于是f′(x)=φ(x)>φ(0)=1>0,∴f(x)在(0,+∞)上单调递增;

当k>[1/2]时,φ(x)=ex-2kx在(0,ln2k)上单调递减,在(ln2k,+∞)上单调递增,

于是f′(x)=φ(x)≥φ(ln2k)=eln2k-2kln2k,

由eln2k-2kln2k≥0,得2k-2kln2k≥0,则[1/2]≤k≤[e/2],

综上,k的取值范围为(-∞,[e/2]].

(3)由(1)知,对于x∈(0,+∞),有f(x)=ex>[1/2]x2+1,∴e2x>2x2+1,

则ln(2x2+1)<2x,从而有ln([2

n4+1)<

2

n2(n∈N*),

于是:ln(

2

14+1)+ln(

2

24+1)+ln(

2

34+1)+…+ln(

2

n4+1)<

2

12+

2

22++…+

2

n2<

2

12+

2/1×2]+…+[2

(n−1)×n=2+2(1-

1/2]+…+[1/n−1]-[1/n])=4-[2/n]<4,

故:([2

14+1)(

2

24+1)(

2

34+1)…(

2

n4+1)<e4

点评:

本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用.

考点点评: 本题考查利用导数研究函数的单调性、最值及不等式证明等知识,考查学生综合运用知识分析问题解决问题的能力,综合性较强,对能力要求很高.

1年前

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