题目内容
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;
(1)a="1" (2)![]()
解析试题分析:(1)首先确定函数的定义域,然后求导,利用导数,确定函数的单调区间和极小值,此处,极小值就是最小值,由于最小值为0,可建立关于a的方程,解之即可.(2)通过x=1验证k≤0不满足条件,所以k>0,构造函数g(x)=f(x)-kx2,则g′(x)=
-2kx=
.分类讨论:k≥
时,g′(x)<0在(0,+∞)上恒成立,总有g(x)≤g(0)=0,故k≥
符合题意; 0<k<
时,g(x)在
内单调递增,x0∈
时,g(x0)>g(0)=0,故0<k<
不合题意.所以k的最小值为
.
试题解析:.解:(1)f(x)的定义域为(-a,+∞).
f′(x)=1-
=
.2分
由f′(x)=0,得x=1-a>-a.
当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
因此,f(x)在x=1-a处取得最小值,x (-a,1-a) 1-a (1-a,+∞) f′(x) - 0 + f(x) ? 极小值 ?
故由题意f(1-a)=1-a=0,所以a=1. 5分
(2)当k≤0时,取x=1,有f(1)=1-ln2>0,
故k≤0不合题意. 6分
当k>0时,令g(x)=f(x)-kx2,
即g(x)=x-ln(x+1)-kx2.
g′(x)=
-2kx=
.
令g′(x)=0,得x1=0,x2=
>-1. 8分
①当k≥
时,
≤0,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f(x)≤kx2在[0,+∞)上恒成立,故k≥
符合题意. 10分
②当0<k<
时,
>0, 对于x∈
,g′(x)>0,故g(x)在
内单调递增,因此当取x0∈
时,g(x0)>g(0)=0,即f(x0)≤kx02不成立,故0<k<
不合题意.
综上,k的最小值为
. 12分
考点:1.函数的导数;2.导数的性质;3.不等式恒成立问题.