问题 解答题
已知函数f(x)=kx-
k
x
-2lnx,其中k∈R;
(1)若函数f(x)在其定义域内为单调递增函数,求实数k的取值范围.
(2)若函数g(x)=
2e
x
,且k>0,若在[1,e]上至少存在一个x的值使f(x)>g(x)成立,求实数k的取值范围.
答案

(1)f(x)=k+

k
x2
-
2
x
=
kx2-2x+k
x2

因为f(x)在其定义域内的单调递增函数,

所以f'(x)在(0,+∞)内满足f'(x)≥0恒成立,

即kx2-2x+k≥0对x∈(0,+∞)恒成立,

亦即k≥

2x
x2+1
=
2
x+
1
x
对x∈(0,+∞)恒成立,∴k≥(
2
x+
1
x
)max
即可

x∈(0,+∞)时,

2x
x2+1
=
2
x+
1
x
2
2
=1,

当且仅当x=

1
x
,即x=1时取等号,∴使函数f(x)在其定义域内为单调增函数的实数k的取值范围是[1,+∞).

(2)在[1,e]上至少存在一个x的值使f(x)>g(x)成立,等价于不等式f(x)-g(x)>0在[1,e]上有解,

F(x)=f(x)-g(x)=kx-

k
x
-2lnx-
2e
x
F(x)=k+
k
x2
-
2
x
+
2e
x2
=
kx2+k-2x+2e
x2
>0

∴F(x)为[1,e]上的增函数,F(x)max=F(e),

依题意需F(e)=ke-

k
e
-4>0,解得k>
4e
e2-1
∴实数k的取值范围是(
4e
e2-1
,+∞)

单项选择题
多项选择题