试题与答案

已知函数f(x)=ln(ex+k)(k为常数)是实数集R上的奇函数(1)求k的值

题型:解答题

题目:

已知函数f(x)=ln(ex+k)(k为常数)是实数集R上的奇函数
(1)求k的值
(2)若函数g(x)=λf(x)+sinx是区间[-1,1]上的减函数,且g(x)≤t2+λt+1在x∈[-1,1]上恒成立,求t的取值范围
(3)讨论关于x的方程
lnx
f(x)
=x2-2ex+m
的根的个数.

答案:

(1)因为函数f(x)=ln(ex+k)(k为常数)是实数集R上的奇函数,

所以f(-0)=-f(0)即f(0)=0,

则ln(e0+k)=0解得k=0,

显然k=0时,f(x)=x是实数集R上的奇函数;

(2)由(1)得f(x)=x所以g(x)=λx+sinx,g'(x)=λ+cosx,

因为g(x) 在[-1,1]上单调递减,∴g'(x)=λ+cosx≤0  在[-1,1]上恒成立,

∴λ≤-1,g(x)max=g(-1)=-λ-sin1,

只需-λ-sin1≤t2+λt+1(λ≤-1),

∴(t+1)λ+t2+sin1+1≥0(λ≤-1)恒成立,

令h(λ)=(t+1)λ+t2+sin1+1(λ≤-1)

t+1≤0
h(-1)=-t-1+t2+sin1+1≥0
解得t≤-1

(3)由(1)得f(x)=x

∴方程转化为

lnx
x
=x2-2ex+m,令F(x)=
lnx
x
(x>0),G(x)=x2-2ex+m  (x>0),(8分)

∵F'(x)=

1-lnx
x2
,令F'(x)=0,即
1-lnx
x2
=0,得x=e

当x∈(0,e)时,F'(x)>0,∴F(x)在(0,e)上为增函数;

当x∈(e,+∞)时,F'(x)<0,F(x)在(e,+∞)上为减函数;(9分)

当x=e时,F(x)max=F(e)=

1
e
(10分)

而G(x)=(x-e)2+m-e2   (x>0)

∴G(x)在(0,e)上为减函数,在(e,+∞)上为增函数;(11分)

当x=e时,G(x)min=m-e2(12分)

∴当m-e2

1
e
,即m>e2+
1
e
时,方程无解;

当m-e2=

1
e
,即m=e2+
1
e
时,方程有一个根;

当m-e2

1
e
,即m<e2+
1
e
时,方程有两个根;(14分)

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