问题
解答题
已知函数f(x)=2e2x+2x+sin2x.(Ⅰ)试判断函数f (x)的单调性并说明理由; (Ⅱ)若对任意的x∈[0,1],不等式组
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答案
(Ⅰ)函数f(x)在R上单调递增.利用导数证明如下:
因为f(x)=2e2x+2x+sin2x,
所以,f'(x)=4e2x+2+2cos2x>0在R上恒成立,
所以f(x)在R上递增.(5分)
(Ⅱ)由于f(x)在R上递增,不等式组可化为
,对于任意x∈[0,1]恒成立.x2-2kx+k-4<0 x2-kx-k+3>0
令F(x)=x2-2kx+k-4<0对任意x∈[0,1]恒成立,
必有
,即F(0)<0 F(1)<0
,解之得-3<k<4,k-4<0 1-2k+k-4<0
再由x2-kx-k+3>0对任意x∈[0,1]恒成立可得k<
=x2+3 x+1
=(x+1)+(x+1)2-2(x+1)+4 x+1
-2,4 x+1
在x∈[0,1]恒成立,因此只需求
的最小值,而(x+1)+x2+3 x+1
-2≥2.4 x+1
当且仅当x=1时取等号,故k<2.
综上可知,k的取值范围是(-3,2).(12分)