已知函数f(x)=x-ln(x+a)的最小值为0,其中a>0.(1)求a的值;(2)若对任意的x∈[0,+∞),有f(x
答案:2 悬赏:10 手机版
解决时间 2021-02-14 21:09
- 提问者网友:佞臣
- 2021-02-14 15:21
已知函数f(x)=x-ln(x+a)的最小值为0,其中a>0.(1)求a的值;(2)若对任意的x∈[0,+∞),有f(x)≤kx2成立,求实数k的最小值.
最佳答案
- 五星知识达人网友:渡鹤影
- 2021-02-14 16:06
(1)f′(x)=1-
1
x+a =
x+a?1
x+a ,(x+a>0)
令f′(x)=0,可得x=1-a>-a,
令f′(x)>0,x>1-a;f(x)为增函数;
f′(x)<0,-a<x<1-a,f(x)为减函数;
∴x=1-a时,函数取得极小值也是最小值,
∵函数f(x)=x-ln(x+a)的最小值为0,
∴f(1-a)=1-a=0,得a=1;
(2)当k≤0时,取x=1,有f(1)=1-ln2>0,故k≤0不合题意;
当k>0时,令g(x)=f(x)-kx2,即g(x)=x-ln(x+1)-kx2,
求导函数可得g′(x)=
?x[2kx?(1?2k)]
x+1 ,
令g′(x)=0,可得x1=0,x2=
1?2k
2k >-1,
当k≥
1
2 时,
1?2k
2k ≤0,g′(x)<0,在(0,+∞)上恒成立,g(x)在[0,+∞)上单调递减,
∴g(x)≤g(0)=0,
∴对任意的x∈[0,+∞),有f(x)≤kx2成立;
当0<k<
1
2 时,x2=
1?2k
2k >0,
g(x)在(0,
1?2k
2k )上g′(x)>0,g(x)为增函数;
g(x)在(
1?2k
2k ,+∞)上g′(x)<0,g(x)为减函数;
因此存在x0∈(0,
1?2k
2k )使得g(x0)≥g(0)=0,
可得x0-ln(x0+1)≥kx02,即f(x0)≥kx02,与题矛盾;
∴综上:k≥
1
2 时,对任意的x∈[0,+∞),有f(x)≤kx2成立,
∴实数 k的最小值为:
1
2 ;
1
x+a =
x+a?1
x+a ,(x+a>0)
令f′(x)=0,可得x=1-a>-a,
令f′(x)>0,x>1-a;f(x)为增函数;
f′(x)<0,-a<x<1-a,f(x)为减函数;
∴x=1-a时,函数取得极小值也是最小值,
∵函数f(x)=x-ln(x+a)的最小值为0,
∴f(1-a)=1-a=0,得a=1;
(2)当k≤0时,取x=1,有f(1)=1-ln2>0,故k≤0不合题意;
当k>0时,令g(x)=f(x)-kx2,即g(x)=x-ln(x+1)-kx2,
求导函数可得g′(x)=
?x[2kx?(1?2k)]
x+1 ,
令g′(x)=0,可得x1=0,x2=
1?2k
2k >-1,
当k≥
1
2 时,
1?2k
2k ≤0,g′(x)<0,在(0,+∞)上恒成立,g(x)在[0,+∞)上单调递减,
∴g(x)≤g(0)=0,
∴对任意的x∈[0,+∞),有f(x)≤kx2成立;
当0<k<
1
2 时,x2=
1?2k
2k >0,
g(x)在(0,
1?2k
2k )上g′(x)>0,g(x)为增函数;
g(x)在(
1?2k
2k ,+∞)上g′(x)<0,g(x)为减函数;
因此存在x0∈(0,
1?2k
2k )使得g(x0)≥g(0)=0,
可得x0-ln(x0+1)≥kx02,即f(x0)≥kx02,与题矛盾;
∴综上:k≥
1
2 时,对任意的x∈[0,+∞),有f(x)≤kx2成立,
∴实数 k的最小值为:
1
2 ;
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- 1楼网友:洒脱疯子
- 2021-02-14 17:27
:(1)函数的定义域为(-a,+∞),
求导函数可得
令f′(x)=0,
可得x=1-a>-a
令f′(x)>0,x>-a可得x>1-a;
令f′(x)<0,x>-a可得-a<x<1-a
∴x=1-a时,函数取得极小值且为最小值
∵函数f(x)=x-ln(x+a)的最小值为0,
∴f(1-a)=1-a-0,解得a=1。
(2)解:当k≤0时,取x=1,有f(1)=1-ln2>0,故k≤0不合题意
当k>0时,令g(x)=f(x)-kx2,
即g(x)=x-ln(x+1)-kx2
求导函数可得g′(x)=
g′(x)=0,可得x1=0,
①当k≥时,,
g′(x)<0在(0,+∞)上恒成立,因此g(x)在(0,+∞)上单调递减,
从而对任意的x∈[0,+∞),总有g(x)≤g(0)=0,
即对任意的x∈[0,+∞),有f(x)≤kx2成立;
②当0<k<时,,对于,g′(x)>0,
因此g(x)在上单调递增,
因此取时,g(x0)≥g(0)=0,即有f(x0)≤kx02不成立;
综上知,k≥时对任意的x∈[0,+∞),
有f(x)≤kx2成立,k的最小值为。
(3)证明:当n=1时,不等式左边=2-ln3<2=右边,所以不等式成立
当n≥2时,
在(2)中,取k=,得f(x)≤x2,
∴(i≥2,i∈n*)
∴=f(2)+
<2-ln3+=2-ln3+1-<2
综上,(n∈n*)。
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