问题 解答题

已知函数f(x)=﹣ex+kx+1,x∈R.

(1)若k=2e,试确定函数f(x)的单调区间;

(2)若k>0,且对于任意x∈R,f(|x|)<1恒成立,试确定实数k的取值范围.

答案

解:(1)由k=2e得f(x)=﹣ex+2ex

所以f'(x)=﹣ex+2e.

由f'(x)>0得x<ln2+1,

故f(x)的单调递增区间是(﹣∞,1+ln2)

由f'(x)<0得x>ln2+1,

故f(x)的单调递减区间是(1+ln2,+∞)

(2)由f(|﹣x|)=f(|x|)可知f(|x|)是偶函数.

于是f(|x|)<1对任意x∈R成立

等价于f(x)<1对任意x≥0成立.

由f'(x)=﹣ex+k=0得x=lnk.

①当k∈(0,1]时,f'(x)=﹣ex+k<﹣1+k≤0(x>0).

此时f(x)在[0,+∞)上单调递减,

故f(x)≤f(0)=0<1,符合题意.

②当k∈(1,+∞)时,当x变化时f'(x),f(x)变化情况如下表:

由此可得,在[0,+∞)上,f(x)≤f(lnk)=﹣elnk+klnk+1.

依题意,﹣elnk+klnk+1<1,

又k>1,

∴1<k<e.

综合①,②得,实数k的取值范围是0<k<e.

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