详讲第三问 导数已知函数f(x)=ex-e-x-2x.(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;(Ⅱ)设g(x)=f(2x)-4bf(

2个回答

  • (Ⅰ)由f(x)得f'(x)=ex+e-x-2≥2

    ex•e−x

    −2=0,

    即f'(x)≥0,当且仅当ex=e-x即x=0时,f'(x)=0,

    ∴函数f(x)在R上为增函数.

    (Ⅱ)g(x)=f(2x)-4bf(x)=e2x-e-2x-4b(ex-e-x)+(8b-4)x,

    则g'(x)=2[e2x+e-2x-2b(ex+e-x)+(4b-2)]

    =2[(ex+e-x)2-2b(ex+e-x)+(4b-4)]

    =2(ex+e-x-2)(ex+e-x-2b+2).

    ①∵ex+e-x≥2,ex+e-x+2≥4,

    ∴当2b≤4,即b≤2时,g'(x)≥0,当且仅当x=0时取等号,

    从而g(x)在R上为增函数,而g(0)=0,

    ∴x>0时,g(x)>0,符合题意.

    ②当b>2时,若x满足2<ex+e-x<2b-2即0<x<ln(b−1+

    b2−2b

    )时,g'(x)<0,

    又由g(0)=0知,当0<x≤ln(b−1+

    b2−2b

    )时,g(x)<0,不符合题意.

    综合①、②知,b≤2,得b的最大值为2.

    (Ⅲ)∵1.4142<

    2

    <1.4143,根据(Ⅱ)中g(x)=e2x-e-2x-4b(ex-e-x)+(8b-4)x,

    为了凑配ln2,并利用

    2

    的近似值,故将ln

    2

    1

    2

    ln2代入g(x)的解析式中,

    得g(ln

    2

    )=

    3

    2

    −2

    2

    b+2(2b−1)ln2.

    当b=2时,由g(x)>0,得g(ln

    2

    )=

    3

    2

    −4

    2

    +6ln2>0,

    从而ln2>

    8

    2

    −3

    12

    8×1.4142−3

    12

    =0.6928;

    令ln(b−1+

    b2−2b

    )=ln

    2

    ,得b=

    3

    2

    4

    +1>2,当0<x≤ln(b−1+

    b2−2b

    )时,

    由g(x)<0,得g(ln

    2

    )=−

    3

    2

    −2

    2

    +(3

    2

    +2)ln2<0,得ln2<

    18+

    2

    28

    18+1.4143

    28

    <0.6934.

    所以ln2的近似值为0.693.