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不等式e2x-kx2+x大于等于lnx+lnk

21.已知不等式$\text{e}^{2x} - kx^{2} + x \geq \text{ln}x + \frac{1}{2}\text{ln}k(k > 0)$恒成立,则$k$的最大值为\\\\\\\\\\.

21.$\text{e}^{2}$

【详解】法一:$\text{e}^{2x} - kx^{2} + x \geq \text{ln}x + \frac{1}{2}\text{ln}k(k > 0)$变形为$\left( \text{e}^{x} \right)^{2} + \text{lne}^{x} \geq {(\sqrt{k}x)}^{2} + \text{ln}\left( \sqrt{k}x \right)$,

构造$y = x^{2} + \text{ln}x$,定义域为$(0, + \infty)$,

则$y' = 2x + \frac{1}{x} > 0$在$(0, + \infty)$上恒成立,

所以$y = x^{2} + \text{ln}x$在$(0, + \infty)$单调递增,

故$\text{e}^{x} \geq \sqrt{k}x$,两边平方后变形得到$\left( \frac{\text{e}^{x}}{x} \right)^{2} \geq k$,

构造$g(x) = \frac{\text{e}^{x}}{x}$,$x > 0$,

则$g'(x) = \frac{\text{e}^{x}(x - 1)}{x^{2}}$,当$x > 1$时,$g'(x) > 0$,当$0 < x < 1$时,$g'(x) < 0$,

故$g(x) = \frac{\text{e}^{x}}{x}$在$x = 1$处取得极小值,也是最小值,

可知$\left( \frac{\text{e}^{x}}{x} \right)_{\text{min}} = \text{e}$,故$k \leq \text{e}^{2}$,

$k$的最大值为$\text{e}^{2}$;

法二:$\text{e}^{2x} - kx^{2} + x \geq \text{ln}x + \frac{1}{2}\text{ln}k(k > 0)$中令$x = 1$得:$\text{e}^{2} + 1 \geq k + \frac{1}{2}\ln k$,

解得:$k \leq \text{e}^{2}$,

当$k = \text{e}^{2}$时,只要证$\text{e}^{2x} - \text{e}^{2}x^{2} + x \geq \text{ln}x + 1$,$x > 0$,

其中$x \geq \text{ln}x + 1$,$x > 0$显然成立,

以下是证明过程:构造$h(x) = x - \ln x - 1$,$x > 0$,

$h'(x) = 1 - \frac{1}{x}$,当$x > 1$时,$h'(x) > 0$,当$0 < x < 1$时,$h'(x) < 0$,

故$h(x) = x - \ln x - 1$在$0 < x < 1$上单调递减,在$x > 1$上单调递增,

故$h(x) \geq h(1) = 0$,故$x \geq \text{ln}x + 1$,$x > 0$,

只要证$\text{e}^{2x} - \text{e}^{2}x^{2} \geq 0$,即$\text{e}^{2x} \geq \text{e}^{2}x^{2}$,由于$\text{e}^{x} > 0,\text{e}x > 0$,

故只要$\text{e}^{x} \geq \text{e}x$,

构造$k(x) = \text{e}^{x} - \text{e}x$,$x > 0$,

则$k'(x) = \text{e}^{x} - \text{e}$,当$x > 1$时,$k'(x) > 0$,当$0 < x < 1$时,$k'(x) < 0$,

故$k(x) = \text{e}^{x} - \text{e}x$在$0 < x < 1$上单调递减,在$x > 1$上单调递增,

故$k(x) \geq k(1) = 0$,故$\text{e}^{x} \geq \text{e}x$,$x > 0$,

综上:可得$k$的最大值为$\text{e}^{2}$.

故答案为:$\text{e}^{2}$

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