问题 解答题
已知函数f(x)=ex-mx
(1)当m=1时,求函数f(x)的最小值;
(2)若函数g(x)=f(x)-lnx+x2存在两个零点,求m的取值范围;
(3)证明:(
1
n
)n+(
2
n
)n+(
3
n
)n+…+(
n
n
)n
e
e-1
答案

(1)当m=1时,f(x)=ex-x,

∴f′(x)=ex-1,

当x<0时,f′(x)<0,

当x>0时,f′(x)>0,

∴f(x)min=f(x)=1.

(2)由g(x)=f(x)-lnx+x2=0,

得m=

ex-lnx+x2
x

令h(x)=

ex-lnx+x2
x

则h′(x)=

(x-1)ex+lnx+x2-1
x2

观察得x=1时,h′(x)=0.

当x>1时,h′(x)>0,

当0<x<1时,h′(x)<0,

∴h(x)min=h(1)=e+1,

∴函数g(x)=f(x)-lnx+x2存在两个零点时m的取值范围是(e+1,+∞).

(3)由(1)知ex-x≥1,∴ex≥x+1,令x=1=

k
n
,则x=
k
n
-1

∴e 

k
n
-1
k
n
,∴e k-n≥(
k
n
)n

(

1
n
)n+(
2
n
)
n
+
(
3
n
)
n
+…+
(
n
n
)n
≤e1-n+e2-n+…+1=
1-(
1
e
)n
1-
1
e
e
e-1

所以(

1
n
)n+(
2
n
)n+(
3
n
)n+…+(
n
n
)n
e
e-1
.        (14分)

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