Question

若對任意的x∈D，均有f1(x)≤f(x)≤f2(x)成立，則稱函數(shù)f(x)為函數(shù)f1(x)到函數(shù)f2(x)在區(qū)間D上的“折中函數(shù)”．已知函數(shù)f(x)＝(k－1)x－1，g(x)＝0，h(x)＝(x＋1)ln x，且f(x)是g(x)到h(x)在區(qū)間[1,2e]上的“折中函數(shù)”，則實數(shù)k的取值范圍為________．

 

Answer 1

{2}

【解析】法一：依題意可知當x∈[1,2e]時，恒有0≤(k－1)x－1≤(x＋1)ln x成立．

當x∈[1,2e]時，由(k－1)x－1≥0恒成立，可知k≥1＋恒成立，又x∈[1,2e]時， max＝2，此時x＝1，從而k≥2.

當x∈[1,2e]時，由(k－1)x－1≤(x＋1)ln x恒成立，可知k≤＋1恒成立，記

m(x)＝＝ln x＋，

其中x∈[1,2e]．從而m′(x)＝ln x＋－＝，易知當x∈[1,2e]時，x＞ln x(可以建立函數(shù)再次利用導數(shù)證明，)所以當x∈[1,2e]時，m′(x)＞0，所以m(x)在x∈[1,2e]上是單調(diào)遞增函數(shù)，所以k≤m(x)min＋1＝m(1)＋1＝2.

綜上所述可知k＝2，所以實數(shù)k的取值范圍為{2}．

法2：由于本題的特殊性，可看出g(1)＝0，h(1)＝0，由題知g(1)≤f(1)≤h(1)，顯然f(1)＝0，即k＝2.h′(x)＝1＋＋ln x．在[1,2e]上，h′(x)＞1＝f′(x)，故k＝2.