问题 解答题
已知函数f(x)=
4x+k•2x+1
4x+2x+1

(1)若对于任意的x∈R,f(x)>0恒成立,求实数k的取值范围;
(2)若f(x)的最小值为-2,求实数k的值;
(3)若对任意的x1,x2,x3∈R,均存在以f(x1),f(x2),f(x3)为三边长的三角形,求实数k的取值范围.
答案

(1)因为4x+2x+1>0,所以f(x)>0恒成立,等价于4x+k•2x+1>0恒成立,即k>-2x-2-x恒成立,

因为-2x-2-x=-(2x+2-x)≤-2,当且仅当2x=2-x即x=0时取等号,

所以k>-2;

(2)f(x)=

4x+k•2x+1
4x+2x+1
=1+
k-1
2x+
1
2x
+1

t=2x+

1
2x
+1≥3,则y=1+
k-1
t
(t≥3)

当k>1时,y∈(1,

k+2
3
]无最小值,舍去;

当k=1时,y=1最小值不是-2,舍去;

当k<1时,y∈[

k+2
3
,1),最小值为
k+2
3
=-2⇒k=-8

综上所述,k=-8.

(3)由题意,f(x1)+f(x2)>f(x3)对任意x1,x2,x3∈R恒成立.

当k>1时,因2<f(x1)+f(x2)≤

2k+4
3
1<f(x3)≤
k+2
3

k+2
3
≤2,即1<k≤4;

当k=1时,f(x1)=f(x2)=f(x3)=1,满足条件;

当k<1时,

2k+4
3
≤f(x1)+f(x2)<2且
k+2
3
≤f(x3)<1
,故1≤
2k+4
3
,解得-
1
2
≤k<1

综上所述,-

1
2
≤k≤4

单项选择题
多项选择题