每日一题[2967]虚晃一枪

设函数 $f(x)=\ln x-\dfrac{k(x-1)}{x+1}$.

1、若 $f(x) \geqslant 0$ 对任意 $x \in[1,+\infty)$ 恒成立,求实数 $k$ 的取值范围.

2、已知方程 $\dfrac{\ln x}{x}=\dfrac{1}{3 \mathrm{e}}$ 有两个实数解 $x_1, x_2$,求证:$x_1+x_2>6 \mathrm{e}$.

解析

1、由于 $f(1)=0$,端点分析,函数 $f(x)$ 的导函数\[f'(x)=\dfrac {x^2+2(1-k)x+1}{x(1+x)^2},\]设分子部分为函数 $g(x)=4-2k$,因此讨论分界点为 $k=2$.

情形一     $k\leqslant 2$.此时\[f(x)\geqslant \ln x-\dfrac{2(x-1)}{x+1},\]根据对数函数的进阶放缩,符合题意.

情形二     $k>2$.此时在区间 $x\in\left(1,(k-1)+\sqrt{k^2-2k}\right)$ 上,有 $g(x)<0$,于是 $f(x)$ 在该区间上单调递减,因此 $f(x)<f(1)=0$,不符合题意.

综上所述,实数 $k$ 的取值范围是 $(-\infty,2]$.

此条目发表在每日一题分类目录,贴了标签。将固定链接加入收藏夹。

发表回复