已知函数f(x)=ex-ax,其中e为自然对数的底数,a为常数.(1)若对函数f(x)存在极小值,且极小值为0,
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解决时间 2021-02-15 20:03
- 提问者网友:不爱我么
- 2021-02-14 21:20
已知函数f(x)=ex-ax,其中e为自然对数的底数,a为常数.(1)若对函数f(x)存在极小值,且极小值为0,求a的值;(2)若对任意x∈[0,π2],不等式f(x)≥ex(1-sinx)恒成立,求a的取值范围.
最佳答案
- 五星知识达人网友:傲气稳了全场
- 2021-02-14 22:34
(1)∵f(x)=ex-ax,∴f′(x)=ex-a,
当a≤0时,f′(x)>0,函数在R上是增函数,从而函数不存在极值,不合题意;
当a>0时,由f′(x)>0,可得x>lna,由f′(x)<0,可得x<lna,∴x=lna为函数的极小值点,
由已知,f(lna)=0,即lna=1,∴a=e;
(2)不等式f(x)≥ex(1-sinx),即exsinx-ax≥0,
设g(x)=exsinx-ax,则g′(x)=ex(sinx+cosx)-a,g″(x)=2excosx,
x∈[0,
π
2 ]时,g″(x)≥0,则g′(x)在x∈[0,
π
2 ]时为增函数,∴g′(x)=g′(0)=1-a.
①1-a≥0,即a≤1时,g′(x)>0,g(x)在x∈[0,
π
2 ]时为增函数,∴g(x)min=g(0)=0,此时g(x)≥0恒成立;
②1-a<0,即a>1时,存在x0∈(0,
π
2 ),使得g′(x0)<0,从而x∈(0,x0)时,g′(x)<0,∴g(x)在[0,x0]上是减函数,
∴x∈(0,x0)时,g(x)<g(0)=0,不符合题意.
综上,a的取值范围是(-∞,1].
当a≤0时,f′(x)>0,函数在R上是增函数,从而函数不存在极值,不合题意;
当a>0时,由f′(x)>0,可得x>lna,由f′(x)<0,可得x<lna,∴x=lna为函数的极小值点,
由已知,f(lna)=0,即lna=1,∴a=e;
(2)不等式f(x)≥ex(1-sinx),即exsinx-ax≥0,
设g(x)=exsinx-ax,则g′(x)=ex(sinx+cosx)-a,g″(x)=2excosx,
x∈[0,
π
2 ]时,g″(x)≥0,则g′(x)在x∈[0,
π
2 ]时为增函数,∴g′(x)=g′(0)=1-a.
①1-a≥0,即a≤1时,g′(x)>0,g(x)在x∈[0,
π
2 ]时为增函数,∴g(x)min=g(0)=0,此时g(x)≥0恒成立;
②1-a<0,即a>1时,存在x0∈(0,
π
2 ),使得g′(x0)<0,从而x∈(0,x0)时,g′(x)<0,∴g(x)在[0,x0]上是减函数,
∴x∈(0,x0)时,g(x)<g(0)=0,不符合题意.
综上,a的取值范围是(-∞,1].
全部回答
- 1楼网友:迟山
- 2021-02-14 22:54
(i)f′(x)=ex[ax+(a+1)]…1
①.当a=0时,f′(x)=ex 在r上递增…2
②.当a>0时,(-∞,-
a+1
a )上递减,(-
a+1
a ,+∞)递增…3
③.当a<0时,(-∞,-
a+1
a )上递增,(-
a+1
a ,+∞)递减…4
(ii)g(x)=xlnx,g′(x)=1+lnx…5
g(x)在(0,
1
e )上递减,在(
1
e ,+∞)上递增…6
①.当0<t≤
1
e 时,t+2>
1
e .gmin(x)=g(
1
e )=
1
e ln
1
e =-
1
e …7
②.当t>
1
e 时,gmin(x)=g(t)=tlnt…8
(iii)∵2
1
x >xm>0,所以ln2
1
x >lnxm,得m>
ln2
xlnx …10
令y=
ln2
xlnx ,y′=
?ln22(1+lnx)
(xlnx)2 …11
在(0,
1
e )递增,在(
1
e ,+∞)递减.
所以ymax=-eln2….12
所以:m>-eln2…..13
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