已知函数f(x)=12x2−13ax3(a>0),函数g(x)=f(x)+ex(x-1),函数g(x)的导函数为g′(x

已知函数f(x)=
1
2
x2
1
3
ax3(a>0)
,函数g(x)=f(x)+ex(x-1),函数g(x)的导函数为g′(x).
(1)求函数f(x)的极值;
(2)若a=e(e为自然对数的底数)(i)求函数g(x)的单调区间;(ii)求证:x>0时,不等式g′(x)≥1+lnx恒成立.
jill0769 1年前 已收到1个回答 举报

青雀黄龙之轴 幼苗

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(1)∵f(x)=
1
2x2−
1
3ax3(a>0),∴f′(x)=x-ax2=-ax(x-[1/a]);
∴当f′(x)=0时,解得x=0或x=[1/a];
又a>0,∴当x∈(-∞,0)时,f′(x)<0,f(x)是减函数;
当x∈(0,[1/a])时,f′(x)>0,f(x)是增函数;
当x∈([1/a],+∞)时,f′(x)<0,f(x)是减函数;
∴f(x)的极小值是f(0)=0,f(x)的极大值是f([1/a])=[1
6a2;
(2)∵a=e,∴g(x)=
1/2]x2-[1/3]ex3+ex(x-1),∴g′(x)=x(ex-ex+1);
(i)设h(x)=(ex-ex+1),则h′(x)=ex-e,
当x∈(-∞,1)时,h′(x)<0,h(x)是减函数;
x∈(1,+∞)时,h′(x)>0,h(x)是增函数;
∴h(x)≥h(1)=1>0;
∴在(0,+∞)上,g′(x)>0,在(-∞,0)上,g′(x)<0;
∴g(x)的单调增区间是(0,+∞),单调减区间是(-∞,0);
(ii)x>0时,g′(x)=x(ex-ex+1)≥1+lnx⇔ex-ex+1≥[1+lnx/x];
由(i)知,h(x)=ex-ex+1≥1,∴1≥[1+lnx/x],∴1+lnx-x≤0;
设φ(x)=1+lnx-x(x>0),则φ′(x)=[1−x/x];
在区间(0,1)上,φ′(x)>0,φ(x)是增函数,在区间(1,+∞)上,φ′(x)<0,φ(x)是减函数;
∴φ(x)≤φ(1)=0,即1+lnx-x≤0,[1+lnx/x]≤1,
∴ex-ex+1≥1≥[1+lnx/x],即g′(x)≥1+lnx恒成立;

1年前

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