考點:利用導數研究函式的單調性;函式單調性的性質.
專題:壓軸題;導數的綜合應用.
分析:(I)利用導數的運演算法則求出f′(x),分別解出f′(x)>0與f′(x)<0的x取值範圍即可得到單調區間;
(II)當f(x1)=f(x2)(x1≠x2)時,不妨設x1<x2.由(I)可知:x1∈(-∞,0),x2∈(0,1).利用導數先證明:x∈(0,1),f(x)<f(-x).而x2∈(0,1),可得f(x2)<f(-x2).即f(x1)<f(-x2).由於x1,-x2∈(-∞,0),f(x)在(-∞,0)上單調遞增,因此得證.
解答:解:(I)易知函式的定義域為R.
f′(x)=(
1x
1+x2
)′ex+
ex=
x22x1
(1+x2)2
ex+
x[(x1)2+2]
ex,
當x<0時,f′(x)>0;當x>0時,f′(x)<0.∴函式f(x)的單調遞增區間為(-∞,0),單調遞減區間為(0,+∞).
(II)當x<1時,由於
<0,ex>0,得到f(x)>0;同理,當x>1時,f(x)<0.
當f(x1)=f(x2)(x1≠x2)時,不妨設x1<x2.
由(I)可知:x1∈(-∞,0),x2∈(0,1).
下面證明:x∈(0,1),f(x)<f(-x),即證
ex<
1+x
ex.此不等式等價於(1x)ex
ex
<0.
令g(x)=(1x)ex
,則g′(x)=-xe-x(e2x-1).
當x∈(0,1)時,g′(x)<0,g(x)單調遞減,∴g(x)<g(0)=0.
即(1x)ex
∴x∈(0,1),f(x)<f(-x).
而x2∈(0,1),∴f(x2)<f(-x2).
從而,f(x1)<f(-x2).
由於x1,-x2∈(-∞,0),f(x)在(-∞,0)上單調遞增,
∴x1<-x2,即x1+x2<0.
點評:本題綜合考查了利用導數研究函式的單調性、等價轉化問題等基礎知識與基本技能,需要較強的推理能力和計算能力.
http://www.jyeoo.com/math2/ques/detail/3927918b-f767-4a56-81fb-7911e1147c6d
考點:利用導數研究函式的單調性;函式單調性的性質.
專題:壓軸題;導數的綜合應用.
分析:(I)利用導數的運演算法則求出f′(x),分別解出f′(x)>0與f′(x)<0的x取值範圍即可得到單調區間;
(II)當f(x1)=f(x2)(x1≠x2)時,不妨設x1<x2.由(I)可知:x1∈(-∞,0),x2∈(0,1).利用導數先證明:x∈(0,1),f(x)<f(-x).而x2∈(0,1),可得f(x2)<f(-x2).即f(x1)<f(-x2).由於x1,-x2∈(-∞,0),f(x)在(-∞,0)上單調遞增,因此得證.
解答:解:(I)易知函式的定義域為R.
f′(x)=(
1x
1+x2
)′ex+
1x
1+x2
ex=
x22x1
(1+x2)2
ex+
1x
1+x2
ex=
x[(x1)2+2]
(1+x2)2
ex,
當x<0時,f′(x)>0;當x>0時,f′(x)<0.∴函式f(x)的單調遞增區間為(-∞,0),單調遞減區間為(0,+∞).
(II)當x<1時,由於
1x
1+x2
<0,ex>0,得到f(x)>0;同理,當x>1時,f(x)<0.
當f(x1)=f(x2)(x1≠x2)時,不妨設x1<x2.
由(I)可知:x1∈(-∞,0),x2∈(0,1).
下面證明:x∈(0,1),f(x)<f(-x),即證
1x
1+x2
ex<
1+x
1+x2
ex.此不等式等價於(1x)ex
1+x
ex
<0.
令g(x)=(1x)ex
1+x
ex
,則g′(x)=-xe-x(e2x-1).
當x∈(0,1)時,g′(x)<0,g(x)單調遞減,∴g(x)<g(0)=0.
即(1x)ex
1+x
ex
<0.
∴x∈(0,1),f(x)<f(-x).
而x2∈(0,1),∴f(x2)<f(-x2).
從而,f(x1)<f(-x2).
由於x1,-x2∈(-∞,0),f(x)在(-∞,0)上單調遞增,
∴x1<-x2,即x1+x2<0.
點評:本題綜合考查了利用導數研究函式的單調性、等價轉化問題等基礎知識與基本技能,需要較強的推理能力和計算能力.
http://www.jyeoo.com/math2/ques/detail/3927918b-f767-4a56-81fb-7911e1147c6d