已知函数f(x)=ln(1+x),g(x)=kx,(k∈R), 确定k的所有可能取值,使得存在t>0,对任意的x∈(0,t),恒有|f(x)-g(x)|<x2.

admin2019-08-05  5

问题 已知函数f(x)=ln(1+x),g(x)=kx,(k∈R),
确定k的所有可能取值,使得存在t>0,对任意的x∈(0,t),恒有|f(x)-g(x)|<x2

选项

答案当k>1时,对于[*]x∈(0,+∞),g(x)>x>f(x),故g(x)>f(x),|f(x)一g(x)|=g(x)一f(x)=kx—ln(1+x),令M(x)=kx—ln(1+x)一x2,x∈[0,+∞),则有M(x)=k一[*]时, M(x)>0,M(x)在[0,[*]]上单调递增,故M(x)>M(0)=0,即|f(x)一g(x)|>x2,所以满足题意的t不存在. 当k<1时,由已知存在x0>0,使得对任意的x∈(0,x0),f(x)>g(x). 此时|一f(x)一g(x)|=f(x)-g(x)=ln(1+x)-kx,令N(x)=ln(1+x)-kx-x2,x∈[0,+∞),则有 N(x)=[*]时, N(x)>0,N(x)在[0,[*])上单调递增,故N(x)>N(0)=0,即f(x)一g(x)>x2,记x0与[*]中较小的为x1,则当x∈(0,x1)时,恒有|f(x)一g(x)|>x2,故满足题意的t不存在. 当k=1,由已知,当x∈(0,+∞),|f(x)-g(x)|=g(x)-f(x)=x—ln(1+x),令H(x)=x—ln(1+x)-x2,x∈[0,+∞),则有H(x)=1一[*],当x>0时,H(x)<0,所以H(x)在[0,+∞)上单调递减,故H(x)<H(0)=0,故当x>0时,恒有|f(x)-g(x)|<x2,此时,任意实数t满足题意.综上,k=1.

解析
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