26年全国2卷 第19题(压轴题)

已知函数 f(x)=xex+ax+bf(x)=xe^x+ax+b,曲线 y=f(x)y=f(x)(0,f(0))(0,f(0)) 处的切线方程为 y=2x+1y=-2x+1

  1. x>0x>0 时,f(x+k)+f(kx)>2f(k)f(x+\boldsymbol{k})+f(\boldsymbol{k}-x)>2f(\boldsymbol{k}),求 k\boldsymbol{k} 的最小值。

先满足必要条件再研究充分性

h(x)=f(x+k)+f(kx)2f(k)\large h(x) = f(x+k)+f(k-x)-2f(k),原问问题转化为 x>0时,h(x)>0\large x \gt 0时,h(x) > 0恒成立。

关键的破局点是 h(0)=0\large h(0) = 0,满足 h(x)恒大于0\large h(x)恒大于0的必要条件:

h(0)0\large \colorbox{yellow}{\(h'(0)\geq 0\)}

计算出 h(x)\large h'(x)发现h(0)\large h'(0)恒等于0\large 0,与k\large k无关,类似的需满足必要条件:

h(0)0\large \colorbox{yellow}{\(h''(0)\geq 0\)}

从而得到 k2\large k\geq -2

k2\large k\geq -2时,h(x)>0恒成立\large h''(x) \gt 0恒成立,也满足了充分性。

已知函数 f(x)=xex+ax+bf(x)=xe^x+ax+b,曲线 y=f(x)y=f(x)(0,f(0))(0,f(0)) 处的切线方程为 y=2x+1y=-2x+1

  1. x>0x>0 时,f(x+k)+f(kx)>2f(k)f(x+\boldsymbol{k})+f(\boldsymbol{k}-x)>2f(\boldsymbol{k}),求 k\boldsymbol{k} 的最小值。
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