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x>0时,4mx+2mlnx≤0,实数m的最大值

本题是江西U18名校联盟2026-2027学年高三上学期阶段性联考数学试题第8题。

题目: 若 $x > 0$ 时,$4mx - xe^{2x} + 2m\ln x \le 0$,则实数 $m$ 的最大值为( )

A. $\frac{1}{e}$   B. 1   C. $\frac{e}{2}$

解:$x > 0$,原不等式两边除以 $x$ 并整理,得

$4m - e^{2x} + \frac{2m\ln x}{x} \le 0,$

因为 $\frac{e^x}{x} = e^{x-\ln x}$,因此

$e^{x-\ln x} + 2(x-\ln x) \ge e^{\ln m} + 2\ln m$

构造函数 $f(t) = e^t + 2t$,$f'(t) = e^t + 2 > 0$,故 $f(t)$ 在 $\mathbb{R}$ 上单调递增,不等式等价于

$f(x-\ln x) \ge f(\ln m) \Leftrightarrow x - \ln x \ge \ln m$

对 $x > 0$ 恒成立。

令 $g(x) = x - \ln x$,$g'(x) = 1 - \frac{1}{x} = \frac{x-1}{x}$,

$x \in (0,1)$ 时,$g'(x) < 0$,$g(x)$ 单调递减;$x \in (1, +\infty)$ 时,$g'(x) > 0$,$g(x)$ 单调递增,

所以 $x = 1$ 时取最小值 $g(1) = 1$,因此 $\ln m \le 1 \Leftrightarrow 0 < m \le e$,即 $m$ 的最大值为 $e$。

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