已知函数f(x)=ex-ax-2x-1(x∈R).

已知函数f(x)=ex-ax-2x-1(x∈R).
(1)当a=0时,求f(x)的单调区间;
(2)求证:对任意实数a<0,有f(x)>
a2−a+1
a
与书为仇 1年前 已收到1个回答 举报

爱在星期九 幼苗

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解题思路:(1)求出函数f(x)的导函数f′(x),解出f′(x)>0和f′(x)<0,从而求出函数f(x)的单调区间;
(2)构造新的函数,判断函数的单调性求出函数的最值,从而证明不等式.

(1)当a=0时,f(x)=ex-2x-1(x∈R),
∵f′(x)=ex-2,且f′(x)的零点为x=ln2,
∴当x∈(-∞,ln2)时,f′(x)<0;当x∈(ln2,+∞)时,f′(x)>0
即(-∞,ln2)是f(x)的单调减区间,(ln2,+∞)是f(x)的单调增区间.
(2)由f(x)=ex-ax2-2x-1(x∈R)得,f′(x)=ex-2ax-2,
记g(x)=ex-2ax-2(x∈R),
∵a<0,∴g′(x)=ex-2a>0,即f′(x)=g(x)是R上的单调递增函数,
又f′(0)=-1<0,f′(1)=e-2a-2>0,
故R上存在唯一的x0∈(0,1),使得f′(x0)=0,且当x<x0时,f′(x)<0;当x>x0时,
f′(x)>0,即f(x)在(-∞,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增,
则f(x)min=f(x0)=ex0-ax0-1,
再由f′(x0)=0得ex0=2ax0+2,将其代入前式可得,
f(x)min=−ax02+2(a−1)x0+1,
又令h(x0)=−ax02+2(a−1)x0+1=-a(x0−
a−1
a)2+
(a−1)2
a+1,
由于-a>0,对称轴x=
a−1
a>1,而x0∈(0,1),
∴h(x0)>h(1)=a-1,
又(a−1)−
a2−a+1
a=−
1
a>0,
∴h(x0)>
a2−a+1
a,
故对任意实数a<0,都在f(x)>
a2−a+1
a.

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性.

考点点评: 本题是一道导数的综合题,考查了,利用导数求函数的单调区间,等价转化思想,不等式的证明.难度中等.

1年前

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