定义在 $\mathbb R$ 上的函数 $f(x)$ 满足 $f'(x)-f(x)=x\cdot \mathrm{e}^x$,且 $f(0)=\dfrac12$,则 $\dfrac{f'(x)}{f(x)}$ 的最大值为 \((\qquad)\)
A: $0$
B: $\dfrac12$
C: $1$
D: $2$
【难度】
【出处】
【标注】
  • 知识点
    >
    微积分初步
    >
    导数的运算
    >
    导数原型
【答案】
D
【解析】
构造函数 $g(x)=\dfrac{f(x)}{\mathrm{e}^x}$,则$$g'(x)=\dfrac{f'(x)-f(x)}{\mathrm{e}^x}=x,$$所以 $g(x)=\dfrac12x^2+c$,其中 $c$ 为常数,因此$$f(x)=\mathrm{e}^x\left(\dfrac12x^2+c\right),$$又 $f(0)=c=\dfrac12$,所以$$f(x)=\dfrac12\mathrm{e}^x(x^2+1) , f'(x)=\dfrac12\mathrm{e}^x(x^2+2x+1),$$因此有$$\dfrac{f'(x)}{f(x)}=\dfrac{x^2+2x+1}{x^2+1}=1+\dfrac{2x}{x^2+1},$$易知当 $x>0$ 时取得最大值,所以$$\dfrac{f'(x)}{f(x)}=1+\dfrac{2}{x+\dfrac1x}\leqslant2,$$故题中所求代数式的最大值为 $2$.
题目 答案 解析 备注
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