高考數(shù)學(xué)熱點函數(shù)導(dǎo)數(shù)題型解析(6)
來源:網(wǎng)絡(luò)資源 2018-10-19 20:19:16
【例1-2】解 (1)由f(x)=2x3-3x得f′(x)=6x2-3.令f′(x)=0,得x=-22或x=22.因為f(-2)=-10,
f -22=2,f 22=-2,f(1)=-1,所以f(x)在區(qū)間[-2,1]上的最大值為f -22=2.
(2)設(shè)過點P(1,t)的直線與曲線y=f(x)相切于點(x0,y0),則y0=2x30-3x0,且切線斜率為k=6x20-3,
所以切線方程為y-y0=(6x20-3)(x-x0),因為t-y0=(6x20-3)(1-x0).整理得4x30-6x20+t+3=0,
設(shè)g(x)=4x3-6x2+t+3,則"過點P(1,t)存在3條直線與曲線y=f(x)相切"等價于"g(x)有3個不同零點".
g′(x)=12x2-12x=12x(x-1),當(dāng)x變化時,g(x)與g′(x)的變化情況如下:
x (-∞,0) 0 (0,1) 1 (1,+∞)
g′(x) + 0 - 0 +
g(x) ? t+3 ? t+1 ?
所以,g(0)=t+3是g(x)的極大值,g(1)=t+1是g(x)的極小值.
當(dāng)g(0)=t+3≤0,即t≤-3時,此時g(x)在區(qū)間(-∞,1]和[1,+∞)上分別至多有1個零點,所以g(x)至多有2個零點.
當(dāng)g(1)=t+1≥0,即t≥-1時,此時g(x)在區(qū)間(-∞,0)和[0,+∞)上分別至多有1個零點,所以g(x)至多有2個零點.
當(dāng)g(0)>0且g(1)<0,即-3<t<-1時,因為g(-1)=t-7<0,g(2)=t+11>0,所以g(x)分別在區(qū)間[-1,0),[0,1)和[1,2)上恰有1個零點,由于g(x)在區(qū)間
(-∞,0)和(1,+∞)上單調(diào),所以g(x)分別在區(qū)間(-∞,0)和[1,+∞)上恰有1個零點.綜上可知,當(dāng)過點P(1,t)存在3條直線與曲線y=f(x)相切時,t的取值范圍是(-3,-1).
(3)過點A(-1,2)存在3條直線與曲線y=f(x)相切;過點B(2,10)存在2條直線與曲線y=f(x)相切;
過點C(0,2)存在1條直線與曲線y=f(x)相切.
探究提高 解決曲線的切線問題的關(guān)鍵是求切點的橫坐標,解題時先不要管其他條件,先使用曲線上點的橫坐標表達切線方程,再考慮該切線與其他條件的關(guān)系,如本題第(2)問中的切線過點(1,t).
【訓(xùn)練1】(1)解 因為f′(x)=3x2-1.所以曲線f(x)=x3-x在點M(λ0,f(λ0))處的切線的斜率為k=f′(λ0)=3λ20-1.
所以切線方程為y-(λ30-λ0)=(3λ20-1)(x-λ0),即y=(3λ20-1)x-2λ30.
(2)證明 由(1)知曲線f(x)=x3-x在點(λ,f(λ))處的切線的方程為y=(3λ2-1)x-2λ3.若切線過點N(2,1),則1=2(3λ2-1)-2λ3,即2λ3-6λ2+3=0.過點N可作曲線f(x)的三條切線等價于方程2λ3-6λ2+3=0有三個不同的解.
設(shè)g(λ)=2λ3-6λ2+3,則g′(λ)=6λ2-12λ=6λ(λ-2).當(dāng)λ變化時,g′(λ),g(λ)的變化情況如下表:
λ (-∞,0) 0 (0,2) 2 (2,+∞)
g′(λ) + 0 - 0 +
g(λ) ? 極大值3 ? 極小值-5 ?
因為g(λ)在R上只有一個極大值3和一個極小值-5,所以過點N可以作曲線f(x)=x3-x的三條切線.
【例2-1】 解 (1)∵f′(x)=(x2-3x+3)·ex+(2x-3)·ex=x·(x-1)ex,由f′(x)>0,得x>1或x<0;
由f′(x)<0,得0<x<1.∴f(x)在(-∞,0],[1,+∞)上單調(diào)遞增,在(0,1)上單調(diào)遞減,
若使f(x)在[-2,t]上為單調(diào)函數(shù),則需-2<t≤0,即t的取值范圍為(-2,0].
(2)∵f′(x0)ex0=x20-x0,f′(x0)ex0=23(t-1)2,即x20-x0=23(t-1)2,令g(x)=x2-x-23(t-1)2,則問題轉(zhuǎn)化為當(dāng)1<t<4時,求方程g(x)=x2-x-23(t-1)2=0在[-2,t]上的解的個數(shù).
∵g(-2)=6-23(t-1)2=-23(t+2)(t-4),g(t)=t(t-1)-23(t-1)2=13(t+2)(t-1),
∴當(dāng)1<t<4時,g(-2)>0且g(t)>0,∵g(0)=-23(t-1)2<0,∴g(x)=0在[-2,t]上有兩解.
即滿足f′(x0)ex0=23(t-1)2的x0的個數(shù)為2.
探究提高 研究方程的根的情況,可以通過導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、最大值、最小值、變化趨勢等,并借助函數(shù)的大致圖象判斷方程根的情況,這是導(dǎo)數(shù)這一工具在研究方程中的重要應(yīng)用.
【例2-2】解 (1)f′(x)=ln x+1,所以切線斜率k=f′(1)=1. 又f(1)=0,∴曲線在點(1,0)處的切線方程為y=x-1.由y=-x2+ax-2,y=x-1? x2+(1-a)x+1=0.由Δ=(1-a)2-4=a2-2a-3=(a+1)(a-3)可知:
當(dāng)Δ>0時,即a<-1或a>3時,有兩個公共點;當(dāng)Δ=0時,即a=-1或a=3時,有一個公共點;
當(dāng)Δ<0時,即-1<a<3時,沒有公共點.
(2)y=f(x)-g(x)=x2-ax+2+xln x,由y=0,得a=x+2x+ln x.
令h(x)=x+2x+ln x,則h′(x)=(x-1)(x+2)x2.當(dāng)x∈1e,e時,由h′(x)=0,得x=1.
所以h(x)在1e,1上單調(diào)遞減,在[1,e]上單調(diào)遞增,因此h(x)min=h(1)=3.
由h1e=1e+2e-1,h(e)=e+2e+1,比較可知h1e>h(e),所以,結(jié)合函數(shù)圖象可得,
當(dāng)3<a≤e+2e+1時,函數(shù)y=f(x)-g(x)有兩個零點.
探究提高 對于函數(shù)零點的個數(shù)的相關(guān)問題,利用導(dǎo)數(shù)和數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想來求解.這類問題求解的通法是:
(1)構(gòu)造函數(shù),這是解決此類題的關(guān)鍵點和難點,并求其定義域;(2)求導(dǎo)數(shù),得單調(diào)區(qū)間和極值點;(3)畫出函數(shù)草圖;(4)數(shù)形結(jié)合,挖掘隱含條件,確定函數(shù)圖象與x軸的交點情況進而求解.
【訓(xùn)練2】 解 (1)由已知,得f′(x)=a(sin x+xcos x),且a>0.當(dāng)x∈0,π2時,有sin x+xcos x>0,從而f′(x)>0,f(x)在0,π2上是增函數(shù),又f(x)在0,π2上的圖象是連續(xù)不斷的,故f(x)在0,π2上的最大值為f π2,
即π2a-32=π-32,解得a=1.綜上所述得f(x)=xsin x-32.
(2)f(x)在(0,π)內(nèi)有且只有兩個零點.證明如下:由(1)知,f(x)=xsin x-32,從而f(0)=-32<0,f π2=π-32>0.
又f(x)在0,π2上的圖象是連續(xù)不斷的,所以f(x)在0,π2內(nèi)至少存在一個零點.又由(1)知f(x)在0,π2上單調(diào)遞增,故f(x)在0,π2內(nèi)有且只有一個零點.當(dāng)x∈π2,π時,令g(x)=f′(x)=sin x+xcos x.
由gπ2=1>0,g(π)=-π<0,且g(x)在π2,π上的圖象是連續(xù)不斷的,故存在m∈π2,π,使得g(m)=0.
由g′(x)=2cos x-xsin x,知x∈π2,π時,有g(shù)′(x)<0,從而g(x)在π2,π內(nèi)單調(diào)遞減.
、佼(dāng)x∈π2,m時,g(x)>g(m)=0,即f′(x)>0,從而f(x)在π2,m內(nèi)單調(diào)遞增,
故當(dāng)x∈π2,m時,f(x)≥f π2=π-32>0,故f(x)在π2,m上無零點;
、诋(dāng)x∈(m,π)時,有g(shù)(x)<g(m)=0,即f′(x)<0,從而f(x)在(m,π)內(nèi)單調(diào)遞減.
又f(m)>0,f(π)<0,且f(x)的圖象在[m,π]上連續(xù)不間斷,從而f(x)在區(qū)間(m,π)內(nèi)有且僅有一個零點.
綜上所述,f(x)在(0,π)內(nèi)有且只有兩個零點.
一、選擇題
1.解析 易知點(-1,-1)在曲線上,且y′=x+2-x(x+2)2=2(x+2)2,所以切線斜率k=y(tǒng)′|x=-1=21=2.
由點斜式得切線方程為y+1=2(x+1),即y=2x+1.答案 A
2.解析 ∵f′(x)=-asin x,∴f′(0)=0.又g′(x)=2x+b,∴g′(0)=b,∴b=0.
又g(0)=1=m,∴f(0)=a=m=1,∴a+b=1.答案 C
3.解析 ∵y′=3x2+a.∴y′|x=1=3+a=k,又3=k+1,∴k=2,∴a=-1.又3=1+a+b,∴b=3,
∴2a+b=-2+3=1.答案 C
4.解析 依題意得y′=1+ln x,y′|x=e=1+ln e=2,所以-1a×2=-1,a=2,故選A.
5.解析 由題意,知f′(x)=ex+1>0恒成立,所以函數(shù)f(x)在R上是單調(diào)遞增的,
而f(0)=e0+0-2=-1<0,f(1)=e1+1-2=e-1>0,
所以函數(shù)f(x)的零點a∈(0,1);由題意,知g′(x)=1x+1>0,所以g(x)在(0,+∞)上是單調(diào)遞增的,
又g(1)=ln 1+1-2=-1<0,g(2)=ln 2+2-2=ln 2>0,所以函數(shù)g(x)的零點b∈(1,2).綜上,可得0<a<1<b<2.因為f(x)在R上是單調(diào)遞增的,所以f(a)<f(1)<f(b).答案 A
6.解析 f′(x)=3x2+2f′23x-1,令x=23,可得f′23=3×232+2f′23×23-1,
解得f′23=-1,所以f(x)的圖象在點23,f23處的切線斜率是-1.答案。1
7.解析 由題意知使函數(shù)f(x)=x3-3x2-a的極大值大于0且極小值小于0即可,
又f′(x)=3x2-6x=3x(x-2),令f′(x)=0,得x1=0,x2=2.當(dāng)x<0時,f′(x)>0;當(dāng)0<x<2時,f′(x)<0;當(dāng)x>2時,f′(x)>0,所以當(dāng)x=0時,f(x)取得極大值,即f(x)極大值=f(0)=-a;當(dāng)x=2時,f(x)取得極小值,即f(x)極小值=f(2)=-4-a,所以-a>0,-4-a<0,解得-4<a<0.答案 (-4,0)
8.解析 令f(x)=x3+ax+b,f′(x)=3x2+a,當(dāng)a≥0時,f′(x)≥0,f(x)單調(diào)遞增,必有一個實根,④⑤正確;當(dāng)a<0時,由于選項當(dāng)中a=-3,∴只考慮a=-3這一種情況,f′(x)=3x2-3=3(x+1)(x-1),∴f(x)極大=f(-1)=-1+3+b=b+2,f(x)極。絝(1)=1-3+b=b-2,要使f(x)=0僅有一個實根,則而f(x)極大<0或
f(x)極小>0,∴b<-2或b>2,①③正確,所有正確條件為①③④⑤.
9.解(1)y′=aeax,因為曲線C在點(0,1)處的切線為y=2x+m,所以1=2×0+m且y′|x=0=2,解得m=1,a=2.
(2)法一 對于任意實數(shù)a,曲線C總在直線y=ax+b的上方,等價于?x,a∈R,都有eax>ax+b,
即?x,a∈R,eax-ax-b>0恒成立.令g(x)=eax-ax-b,①若a=0,則g(x)=1-b,所以實數(shù)b的取值范圍是b<1;②若a≠0,g′(x)=a(eax-1),由g′(x)=0得x=0,g′(x),g(x)的變化情況如下:
x (-∞,0) 0 (0,+∞)
g′(x) - 0 +
g(x) ? 極小值 ?
所以g(x)的最小值為g(0)=1-b,所以實數(shù)b的取值范圍是b<1.綜上,實數(shù)b的取值范圍是b<1.
法二 對于任意實數(shù)a,曲線C總在直線y=ax+b的上方,等價于?x,a∈R,都有eax>ax+b,即?x,a∈R,b<eax-ax恒成立.令t=ax,則等價于?t∈R,b<et-t恒成立.令g(t)=et-t,則g′(t)=et-1.由g′(t)=0得t=0,
g′(t),g(t)的變化情況如下:
t (-∞,0) 0 (0,+∞)
g′(t) - 0 +
g(t) ? 極小值 ?
所以g(t)=et-t的最小值為g(0)=1,所以實數(shù)b的取值范圍是b<1.
10.解 (1)當(dāng)a=2時,f(x)=2ln x-x2+2x,f′(x)=2x-2x+2,切點坐標為(1,1),
切線的斜率k=f′(1)=2,則切線方程為y-1=2(x-1),即y=2x-1.
(2)g(x)=2ln x-x2+m,則g′(x)=2x-2x=-2(x+1)(x-1)x.因為x∈1e,e,所以當(dāng)g′(x)=0時,x=1.
當(dāng)1e<x<1時,g′(x)>0;當(dāng)1<x<e時,g′(x)<0.故g(x)在x=1處取得極大值g(1)=m-1.又g1e=m-2-1e2,g(e)=m+2-e2,g(e)-g1e=4-e2+1e2<0,則g(e)<g1e,所以g(x)在1e,e上的最小值是g(e).g(x)在1e,e上有兩個零點的條件是g(1)=m-1>0,g1e=m-2-1e2≤0,解得1<m≤2+1e2,所以實數(shù)m的取值范圍是1,2+1e2.
11. 解 (1)f′(x)=3x2+2ax,令f′(x)=0,解得x1=0,x2=-2a3.當(dāng)a=0時,因為f′(x)=3x2≥0,
所以函數(shù)f(x)在(-∞,+∞)上單調(diào)遞增;當(dāng)a>0時,x∈-∞,-2a3∪(0,+∞)時,f′(x)>0,x∈-2a3,0時,
f′(x)<0,所以函數(shù)f(x)在-∞,-2a3,(0,+∞)上單調(diào)遞增,在-2a3,0上單調(diào)遞減;
當(dāng)a<0時,x∈(-∞,0)∪-2a3,+∞時,f′(x)>0,x∈0,-2a3時,f′(x)<0,所以函數(shù)f(x)在(-∞,0),-2a3,+∞上單調(diào)遞增,在0,-2a3上單調(diào)遞減.
(2)由(1)知,函數(shù)f(x)的兩個極值為f(0)=b,f-2a3=427a3+b,則函數(shù)f(x)有三個零點等價于f(0)·f-2a3=b427a3+b<0,從而a>0,-427a3<b<0或a<0,0<b<-427a3.又b=c-a,所以當(dāng)a> 0時,427a3-a+c>0或當(dāng)a<0時,427a3-a+c<0.設(shè)g(a)=427a3-a+c,因為函數(shù)f(x)有三個零點時,a的取值范圍恰好是(-∞,-3)∪1,32∪32,+∞,則在(-∞,-3)上g(a)<0,且在1,32∪32,+∞上g(a)>0均恒成立.從而g(-3)=c-1≤0,且g32=c-1≥0,因此c=1.此時,f(x)=x3+ax2+1-a=(x+1)[x2+(a-1)x+1-a],因函數(shù)有三個零點,則x2+(a-1)x+1-a=0有兩個異于-1的不等實根,所以Δ=(a-1)2-4(1-a)=a2+2a-3>0,
且(-1)2-(a-1)+1-a≠0,解得a∈(-∞,-3)∪1,32∪32,+∞.綜上c=1.
第5講 導(dǎo)數(shù)與不等式、存在性及恒成立問題
真 題 感 悟
證明 (1)令F(x)=f(x)-x=ln(1+x)-x,x∈(0,+∞),則有F′(x)=11+x-1=-xx+1.當(dāng)x∈(0,+∞)時,F(xiàn)′(x)<0,所以F(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減,故當(dāng)x>0時,F(xiàn)(x)<F(0)=0,即當(dāng)x>0時,f(x)<x.
(2)令G(x)=f(x)-g(x)=ln(1+x)-kx,x∈(0,+∞),則有G′(x)=1x+1-k=-kx+(1-k)x+1.
當(dāng)k≤0時,G′(x)>0,故G(x)在(0,+∞)單調(diào)遞增,G(x)>G(0)=0,故任意正實數(shù)x0均滿足題意.
當(dāng)0<k<1時,令G′(x)=0,得x=1-kk=1k-1>0,取x0=1k-1,對任意x∈(0,x0),有G′(x)>0,
從而G(x)在(0,x0)單調(diào)遞增,所以G(x)>G(0)=0,即f(x)>g(x).
綜上,當(dāng)k<1時,總存在x0>0,使得對任意x∈(0,x0),恒有f(x)>g(x).
【例1-1】(1)解 易知f′(x)=ex-1x+m.由x=0是f(x)的極值點得f′(0)=0,所以m=1.
于是f(x)=ex-ln(x+1),定義域為(-1,+∞),∴f′(x)=ex-1x+1在(-1,+∞)上是增函數(shù),且f′(0)=0.
當(dāng)x∈(-1,0)時,f′(x)<0;當(dāng)x>0時,f′(x)>0.故f(x)在(-1,0)上單調(diào)遞減,在(0,+∞)上單調(diào)遞增.
(2)證明 當(dāng)m≤2,x>-m時,ln(x+m)≤ln(x+2).故只需證明當(dāng)m=2時,f(x)>0.當(dāng)m=2時,f′(x)=ex-1x+2在
(-2,+∞)上單調(diào)遞增.又f′(-1)=1e-1<0,f′(0)=1-12>0.所以f′(x)=0在(-2,+∞)上有唯一實根x0,且-1<x0<0.
于是y=f(x)在x=x0處,取到最小值.又f′(x0)=0,得ex0=1x0+2,兩邊取對數(shù)得ln(x0+2)=-x0.
故f(x)≥f(x0)=ex0-ln(x0+2)=1x0+2+x0=(x0+1)2x0+2>0.綜上可知,當(dāng)m≤2時,f(x)>0成立.
探究提高 (1)證明f(x)≥g(x)或f(x)≤g(x),可通過構(gòu)造函數(shù)h(x)=f(x)-g(x),將上述不等式轉(zhuǎn)化為求證h(x)≥0或h(x)≤0,從而利用求h(x)的最小值或最大值來證明不等式.或者,利用f(x)min≥g(x)max或f(x)max≤g(x)min來證明不等式.
(2)在證明不等式時,如果不等式較為復(fù)雜,則可以通過不等式的性質(zhì)把原不等式變換為簡單的不等式,再進行證明.
【例1-2】解 (1)①在區(qū)間(0,+∞)上,f′(x)=a-1x=ax-1x,當(dāng)a≤0時,f′(x)<0恒成立,f(x)在區(qū)間(0,+∞)上單調(diào)遞減;當(dāng)a>0時,令f′(x)=0得x=1a,在區(qū)間0,1a上,f′(x)<0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞減,在區(qū)間1a,+∞上,
f′(x)>0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞增.綜上所述:當(dāng)a≤0時,f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間是(0,+∞),無單調(diào)遞增區(qū)間;
當(dāng)a>0時,f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間是0,1a,單調(diào)遞增區(qū)間是1a,+∞.
、谝驗楹瘮(shù)f(x)在x=1處取得極值,所以f′(1)=0,解得a=1,經(jīng)檢驗可知滿足題意.由已知f(x)≥bx-2,即
x-1-ln x≥bx-2,即1+1x-ln xx≥b對?x∈(0,+∞)恒成立,令g(x)=1+1x-ln xx,則g′(x)=-1x2-1-ln xx2=ln x-2x2,易得g(x)在(0,e2]上單調(diào)遞減,在[e2,+∞)上單調(diào)遞增,所以g(x)min=g(e2)=1-1e2,即b≤1-1e2.
(2)f(x)=xln xx+1,?x∈[1,+∞),f(x)≤m(x-1),即ln x≤mx-1x.設(shè)g(x)=ln x-mx-1x,即?x∈[1,+∞),g(x)≤0恒成立,等價于函數(shù)g(x)在[1,+∞)上的最大值g(x)max≤0.g′(x)=1x-m1+1x2=-mx2+x-mx2.
①若m≤0,g′(x)>0,g(x)在[1,+∞)上單調(diào)遞增,即g(x)≥g(1)=0,這與要求的g(x)≤0矛盾.
、谌鬽>0,方程-mx2+x-m=0的判別式Δ=1-4m2.當(dāng)Δ≤0,即m≥12時,g′(x)≤0.
所以g(x)在[1,+∞)上單調(diào)遞減,g(x)max=g(1)=0,即不等式成立;
當(dāng)0<m<12時,方程-mx2+x-m=0的兩根分別為x1=1-1-4m22m<1,x2=1+1-4m22m>1.
當(dāng)x∈(1,x2)時,g′(x)>0,g(x)單調(diào)遞增,g(x)>g(1)=0,與要求矛盾.綜上所述,m≥12.
探究提高 對于求不等式成立時的參數(shù)范圍問題,在可能的情況下把參數(shù)分離出來,使不等式一端是含有參數(shù)的不等式,另一端是一個區(qū)間上具體的函數(shù),這樣就把問題轉(zhuǎn)化為一端是函數(shù),另一端是參數(shù)的不等式,便于問題的解決.但要注意分離參數(shù)法不是萬能的,如果分離參數(shù)后,得出的函數(shù)解析式較為復(fù)雜,性質(zhì)很難研究,就不要使用分離參數(shù)法.
【訓(xùn)練1】解 (1)函數(shù)f(x)的定義域為(-1,+∞),f′(x)=1x+1-2x,由f′(x)>0,得-1<x<3-12;
由f′(x)<0,得x>3-12.所以函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為-1,3-12,單調(diào)遞減區(qū)間為3-12,+∞.
(2)法一 由已知f(x)>kxx+1-x2在(0,+∞)上恒成立,得k<(x+1)[1+ln(x+1)]x(x>0),
令g(x)=(x+1)[1+ln(x+1)]x(x>0),則g′(x)=x-1-ln(x+1)x2,設(shè)h(x)=x-1-ln(x+1)(x>0),
則h′(x)=1-1x+1=xx+1>0,所以函數(shù)h(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增.
而h(2)=1-ln 3<0,h(3)=2-ln 4>0,由零點存在定理,知存在x0∈(2,3),使得h(x0)=0,
即1+ln(x0+1)=x0,又函數(shù)h(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,所以當(dāng)x∈(0,x0)時,h(x)<h(x0)=0;
當(dāng)x∈(x0,+∞)時,h(x)>h(x0)=0.從而當(dāng)x∈(0,x0)時,g′(x)=h(x)x2<0;當(dāng)x∈(x0,+∞)時,g′(x)=h(x)x2>0,所以g(x)在(0,+∞)上的最小值為g(x0)=(x0+1)[1+ln(x0+1)]x0=x0+1.因此f(x)>kxx+1-x2在(0,+∞)上恒成立等價于k<g(x)min=x0+1.由x0∈(2,3),知x0+1∈(3,4),所以k的最大值為3.
法二 由題意,1+ln(x+1)>kxx+1在(0,+∞)上恒成立.設(shè)g(x)=1+ln(x+1)-kxx+1(x>0),
則g′(x)=1x+1-k(x+1)2=x-(k-1)(x+1)2,
(ⅰ)當(dāng)k=1時,則g′(x)=x(x+1)2>0,所以g(x)單調(diào)遞增,g(0)=1>0,即g(x)>0恒成立.
(ⅱ)當(dāng)k>1時,則g(x)在(0,k-1)上單調(diào)遞減,在(k-1,+∞)上單調(diào)遞增,所以g(x)的最小值為g(k-1),只需g(k-1)>0即可,即ln k-k+2>0.設(shè)h(k)=ln k-k+2(k>1),h′(k)=1-kk<0,則h(k)單調(diào)遞減,
因為h(2)=ln 2>0,h(3)=ln 3-1>0,h(4)=ln 4-2<0,所以k的最大值為3.
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