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
f(2kx-x2)>f(k-4)
f(x2-kx)>f(k-3)
恒成立,求实数k的取值范围.
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

x2-2kx+k-4<0
x2-kx-k+3>0
,对于任意x∈[0,1]恒成立.

令F(x)=x2-2kx+k-4<0对任意x∈[0,1]恒成立,

必有

F(0)<0
F(1)<0
,即
k-4<0
1-2k+k-4<0
,解之得-3<k<4,

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)2-2(x+1)+4
x+1
=(x+1)+
4
x+1
-2,

在x∈[0,1]恒成立,因此只需求

x2+3
x+1
的最小值,而(x+1)+
4
x+1
-2≥2.

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)

选择题
问答题