(文)已知函数f(x)=mx-mx-2lnx(m∈R)(1)若f(x)在[1,+∞)上为单调函数,求m的取值范围;(2)

2025-03-20 05:48:02
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回答1:

解答:(文)解:(1)f′(x)=
mx2?2x+m
x2

∵y=f(x)在区间[1,+∞)上是单调函数,
∴关于x的不等式mx2-2x+m≥0在区间[1,+∞)上恒成立或关于x的不等式mx2-2x+m≤0在区间[1,+∞)上恒成立,
即关于x的不等式m≥
2x
1+x2
在区间[1,+∞)上恒成立或关于x的不等式m≤
2x
1+x2
在区间[1,+∞)上恒成立,
2x
1+x2
2
x+
1
x

x+
1
x
在x∈[1,+∞)时的取值范围是[2,+∞),
2x
1+x2
2
x+
1
x
在x∈[1,+∞)时的取值范围是(0,1],
∴m的取值范围是(-∞,0]∪[1,+∞);
(2)构造函数F(x)=f(x)-g(x),即F(x)=mx?
m
x
?2lnx?
2e
x

当m≤0时,∵x∈[1,e],mx-
m
x
≤0,-2ln-
2e
x
<0,
∴F(x)<0,即在[1,e]上不存在一个x0,使得f(x0)>g(x0)成立.
当m>0时,F′(x)=
mx2?2x+m+2e
x2

∵x∈[1,e],∴2e-2x≥0,mx2+m>0,∴F'(x)>0在x∈[1,e]时恒成立.
故F(x)F(x)在x∈[1,e]时单调递增,F(x)max=F(e)=me?
m
e
?4

只要me?
m
e
?4>0
,解得m>
4e
e2?1

故m的取值范围是(
4e
e2?1
,+∞)