问题 解答题

已知函数f(x)=lnx-2x,(K是常数)

(1)求函数f(x)的单调区间;

(2)若f(x)<x恒成立,求K的取值范围.

答案

(1)由f(x)=lnx-2kx,

f′(x)=

1
x
-2k…(1分)

∵f(x)的定义域为(0,+∞),

∴当k≤0时,f′(x)=

1
x
-2k>0,f(x)在(0,+∞)是增函数.   …(3分)

当k>0时,由

1
x
-2k>0可得x<
1
2k

∴f(x)在(0,

1
2k
)是增函数,在(
1
2k
,+∞)是减函数.         …(5分)

综上,当k≤0时,f(x)的单调增区间是(0,+∞);

当K>0时,f(x)的单调增区间是(0,

1
2k
),单调减区间是(
1
2k
,+∞).…(6分)

(2)由f(x)<x恒成立,得lnx-2kx-x<0恒成立,x∈(0,+∞).

即2kx>lnx-x,

2k>

lnx
x
-1恒成立. …(8分)

g(x)=

lnx
x
-1,则g′(x)=
1-lnx
x2

g′(x)=

1-lnx
x2
=0得x=e.

当0<x<e时,g′(x)>0,当x>e时,g′(x)<0,

∴g(x)在(0,e)上单调递增,在(e,+∞)上单调递减.               …(10分)

∴g(x)=

lnx
x
-1在x=e时取得极大值g(e)=
1
e
-1

且为g(x)在(0,+∞)上的最大值.

2k>

1
e
-1,k>
1-e
2e
x2,y2…(11分)

∴k的取值范围是(

1-e
2e
,+∞).…(12分)

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