定义在RR上的函数f(x)f(x)满足:f(x)>1−f"(x)f(x) > 1-f{{"}}(x),f(0)=0f(0)=0,f"(x)f{{"}}(x)是f(x)f(x)的导函数,则不等式exf(x)>ex−1({e}^{x}f(x) > {e}^{x}-1 (其中ee为自然对数的底数))的解集为
A. (0,+∞)(0,+\infty )
B. (−∞,−1)∪(0,+∞)(-\infty ,-1)\cup (0,+\infty )
C. (−∞,0)∪(1,+∞)(-\infty ,0)\cup (1,+\infty )
D. (−1,+∞)(-1,+\infty )

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完整解法

1. 构造辅助函数并求导

为了解决不等式 exf(x)>ex−1e^x f(x) > e^x - 1,我们可以将其变形为 exf(x)−ex+1>0e^x f(x) - e^x + 1 > 0。
设辅助函数 g(x)=exf(x)−ex+1g(x) = e^x f(x) - e^x + 1,对其进行求导:
g′(x)=(ex)′f(x)+exf′(x)−(ex)′=exf(x)+exf′(x)−ex=ex[f(x)+f′(x)−1]g'(x) = (e^x)' f(x) + e^x f'(x) - (e^x)' = e^x f(x) + e^x f'(x) - e^x = e^x [f(x) + f'(x) - 1]。

2. 利用导数判断辅助函数的单调性

由题意,定义在 R\mathbb{R} 上的函数满足 f(x)>1−f′(x)f(x) > 1 - f'(x)(注:原题干中的 f′′(x)f''(x) 为印刷笔误,实际应为 f′(x)f'(x)),
可得 f(x)+f′(x)−1>0f(x) + f'(x) - 1 > 0。
由于 ex>0e^x > 0,因此:
g′(x)=ex[f(x)+f′(x)−1]>0g'(x) = e^x [f(x) + f'(x) - 1] > 0
故函数 g(x)g(x) 在 R\mathbb{R} 上是单调递增函数。

3. 求出特殊值,转化并求解不等式

因为 f(0)=0f(0) = 0,所以:
g(0)=e0f(0)−e0+1=1×0−1+1=0g(0) = e^0 f(0) - e^0 + 1 = 1 \times 0 - 1 + 1 = 0
原不等式 exf(x)>ex−1e^x f(x) > e^x - 1 等价于 exf(x)−ex+1>0e^x f(x) - e^x + 1 > 0,即 g(x)>g(0)g(x) > g(0)。
又因为 g(x)g(x) 在 R\mathbb{R} 上单调递增,
所以由 g(x)>g(0)g(x) > g(0) 可得 x>0x > 0。
因此,不等式的解集为 (0,+∞)(0, +\infty)。
对照选项,选A。

答案

A

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