Question

已知函數(shù)f（x）=e^x-kx，
（1）若k=e，試確定函數(shù)f（x）的單調(diào)區(qū)間；
（2）若k＞0，且對于任意x∈R，f（|x|）＞0恒成立，試確定實數(shù)k的取值范圍；
（3）設(shè)函數(shù)F（x）=f（x）+f（-x），求證：F（1）F（2）…F（n）＞( en+1+2)

n

2

（n∈N^*）．

Answer 1

分析：（1）先確定函數(shù)的定義域然后求導數(shù)fˊ（x），在函數(shù)的定義域內(nèi)解不等式fˊ（x）＞0，f′（x）＜0
（2）f（|x|）是偶函數(shù)，只需研究f（x）＞0對任意x≥0成立即可，即當x≥0時f（x）_min＞0
（3）觀察結(jié)論，要證F（1）F（2）…F（n）＞( en+1+2)

n

2

，即證[F（1）F（2）…F（n）]²＞（eⁿ⁺¹+2）ⁿ，變形可得[F（1）F（n）][F（2）F（n-1）]…[F（n）F（1）]＞（eⁿ⁺¹+2）ⁿ，可證F（1）F（n）＞eⁿ⁺¹+2，F(xiàn)（2）F（n-1）＞eⁿ⁺¹+2，F(xiàn)（n）F（1）＞eⁿ⁺¹+2．問題得以解決．

解答：解：（Ⅰ）由k=e得f（x）=e^x-ex，所以f'（x）=e^x-e．
由f'（x）＞0得x＞1，故f（x）的單調(diào)遞增區(qū)間是（1，+∞），
由f'（x）＜0得x＜1，故f（x）的單調(diào)遞減區(qū)間是（-∞，1）．
（Ⅱ）由f（|-x|）=f（|x|）可知f（|x|）是偶函數(shù)．
于是f（|x|）＞0對任意x∈R成立等價于f（x）＞0對任意x≥0成立．
由f'（x）=e^x-k=0得x=lnk．
①當k∈（0，1]時，f'（x）=e^x-k＞1-k≥0（x＞0）．
此時f（x）在[0，+∞）上單調(diào)遞增．
故f（x）≥f（0）=1＞0，符合題意．
②當k∈（1，+∞）時，lnk＞0．
當x變化時f'（x），f（x）的變化情況如下表：

x	（0，lnk）	lnk	（lnk，+∞）
f′（x）	-	0	+
f（x）	單調(diào)遞減	極小值	單調(diào)遞增

由此可得，在[0，+∞）上，f（x）≥f（lnk）=k-klnk．
依題意，k-klnk＞0，又k＞1，∴1＜k＜e．
綜合①，②得，實數(shù)k的取值范圍是0＜k＜e．
（Ⅲ）∵F（x）=f（x）+f（-x）=e^x+e^-x，∴F（x₁）F（x₂）=ex1+x2+e-(x1+x2)+ex1-x2+e-x1+x2＞ex1+x2+e-(x1+x2)+2＞ex1+x2+2，
∴F（1）F（n）＞eⁿ⁺¹+2，F(xiàn)（2）F（n-1）＞eⁿ⁺¹+2，F(xiàn)（n）F（1）＞eⁿ⁺¹+2．
由此得，[F（1）F（2）F（n）]²=[F（1）F（n）][F（2）F（n-1）][F（n）F（1）]＞（eⁿ⁺¹+2）ⁿ
故F(1)F(2)F(n)＞(en+1+2)

n

2

，n∈N^*．

點評：本小題主要考查函數(shù)的單調(diào)性、極值、導數(shù)、不等式等基本知識，考查運用導數(shù)研究函數(shù)性質(zhì)的方法，考查分類討論、化歸以及數(shù)形結(jié)合等數(shù)學思想方法，考查分析問題、解決問題的能力．