每日一题[2274]同构函数

若不等式 $mx{\rm e}^{mx^2}\geqslant \ln x$ 恒成立,则实数 $m$ 的取值范围为(       )

A.$\left[\dfrac{1}{{\rm e}^2},+\infty\right)$

B.$\left[\dfrac{1}{2{\rm e}},+\infty\right)$

C.$\left(\dfrac1{\rm e},+\infty\right)$

D.$\left[\dfrac{1}{\sqrt{\rm e}},+\infty\right)$

答案    B.

解析    题中不等式即\[mx^2\cdot {\rm e}^{mx^2}\geqslant \ln x\cdot {\rm e}^{\ln x}.\]显然 $m>0$,因此 $mx^2>0$,从而根据 $f(x)=x{\rm e}^x$ 的单调性可得\[mx^2>\ln x\iff m>\dfrac{\ln x}{x^2},\]设 $g(x)=\dfrac{\ln x}{x^2}$,则其导函数\[g'(x)=\dfrac{1-2\ln x}{x^3},\]因此当 $x=\sqrt{\rm e}$ 时,$g(x)$ 取得极大值,也为最大值 $g\left(\sqrt {\rm e}\right)=\dfrac{1}{2{\rm e}}$,从而实数 $m$ 的取值范围是 $\left[\dfrac{1}{2{\rm e}},+\infty\right)$.

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