作业帮 > 综合 > 作业

已知函数f(x)=mx-m−1x-lnx,m∈R,函数g(x)=1cosθ•x+lnx在[1,+∞)上为增函数,且θ∈[

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:2024/05/10 11:14:53
已知函数f(x)=mx-
m−1
x
已知函数f(x)=mx-m−1x-lnx,m∈R,函数g(x)=1cosθ•x+lnx在[1,+∞)上为增函数,且θ∈[
(1)由题意g′(x)=−
1
cosθ•x2+
1
x≥0在[1,+∞)上恒成立,

cosθ•x−x
cosθ•x2≥0,
∵θ∈[0,
π
2),故cosθ•x-1≥0在[1,+∞)上恒成立,
只须cosθ•1-1≥0,即cosθ≥1,得θ=0,
∴θ的取值范围是{0}.
(2)由(1)得h(x)=mx-
m
x-2lnx,
∴h′(x)=
mx2−2x+m
x2,
∵h(x)在[1,+∞)上为单调函数,
∴mx2-2x+m≥0,或者mx2-2x+m≤0在[1,+∞)恒成立,
mx2-2x+m≥0等价于m(1+x2)≥2x,即m≥
2x
1+x2,

2x
1+x2=
2
x+
1
x•{
2
x+
1
x}max=1,解得m≥1,
∴mx2-2x+m≤0等价于m(1+x2)≤2x,
即m≤
2x
1+x2在[1,+∞)恒成立,

2x
1+x2∈(0,1],∴m≤0,
综上所述,m的取值范围是(-∞,0]∪[1,+∞).
(3)构造函数F(x)=mx-
m
x−2lnx−
2e
x.
当m≤0时,x∈[1,e],mx-
m
x≤0,-2lnx-
2e
x<0,
∴在[1,e]上不存在一个x0
使得h(x0)>
2e
x0成立.…9分
当m>0时,F'(x)=m+
m
x2−
2
x+
2e
x2=
mx2−2x+m+2e
x2.
∵x∈[1,e],所以2e-2x≥0,mx2+m>0,∴F′(x)>0在[1,e]恒成立.
故F(x)在[1,e]上单调递增,F(x)max=me-
4
e-4,只要me-
4
e-4>0,
解得m>
4e
e2−1.
故m的取值范围是(
4e
e2−1,+∞).…14分.