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已知函数f(x)=-x2+8x,g(x)=x-ln(x+1)(Ⅰ)求f(x)在区间[t,t+1]上的最大值h(t);(Ⅱ)是否存在实数k,对任意的x∈[0,+∞),不等式g(x)≤8kx-kf(x)恒成立?若存在,求出k的取值范围;若不存在,说明理由.试题及答案-单选题-云返教育
试题详情
已知函数f(x)=-x
2
+8x,g(x)=x-ln(x+1)
(Ⅰ)求f(x)在区间[t,t+1]上的最大值h(t);
(Ⅱ)是否存在实数k,对任意的x∈[0,+∞),不等式g(x)≤8kx-kf(x)恒成立?若存在,求出k的取值范围;若不存在,说明理由.
试题解答
见解析
解:(Ⅰ)f(x)=-x
2
+8x=-(x-4)
2
+16.
当t+1<4,即t<3时,f(x)在[t,t+1]上单调递增,h(t)=f(t+1)=-(t+1)
2
+8(t+1)=-t
2
+6t+7;
当t≤4≤t+1,即3≤t≤4时,h(t)=f(4)=16;
当t>4时,f(x)在[t,t+1]上单调递减,h(t)=f(t)=-t
2
+8t.
综上,h(t)=
{
-t
2
+6t+7,t<3
16,3≤t≤4
-t
2
+8t,t>4
.
(Ⅱ)∵g(x)≤8kx-kf(x),
∴不等式等价为8kx-kf(x)-g(x)≤0,
设h(x)=8kx-kf(x)-g(x)=kx
2
-x+ln(x+1),x≥0
则h(x)≥0在x∈[0,+∞),上恒成立,?h(x)
min
≥0,
h
/
(x)=2kx+
1
x+1
-1=
2kx
2
+2kx-x
x+1
,
①k≤0时,h′(x)<0,h(x)在[0,+∞)上减函数,h(x)≤h(0)=0;
∴不等式g(x)≤8kx-kf(x)不恒成立;不合题意.
②当0<k<
1
2
时,
h
/
(x)=2kx+
1
x+1
-1=
2kx
2
+2kx-x
x+1
=
2kx(x-
1-2k
2k
)
x+1
,
当x∈(0,
1-2k
2k
)时,h′(x)<0,存在
x
0
∈(0,
1-2k
2k
),使h(x
0
)<h(0)=0,
∴g(x
0
)>8kx
0
-kf(x
0
),
???x∈[0,+∞)不等式g(x)≤8kx-kf(x)不恒成立,
③当k≥
1
2
时,h′(x)>0,h(x)在x∈[0,+∞)上为增函数,
∴h(x)≥h(0)=0;符合题意;
综上:存在k∈[
1
2
,+∞)对任意的x∈[0,+∞),不等式g(x)≤8kx-kf(x)恒成立.
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