题目内容
【题目】已知函数f(x)=xe2x﹣lnx﹣ax.
(1)当a=0时,求函数f(x)在[
,1]上的最小值;
(2)若x>0,不等式f(x)≥1恒成立,求a的取值范围;
(3)若x>0,不等式f(
)﹣1≥
e
+
恒成立,求a的取值范围.
【答案】
(1)解:a=0时,f(x)=xe2x﹣lnx,
∴
,
,
∴函数f′(x)在(0,+∞)上是增函数,
又函数f′(x)的值域为R,
故x0>0,使得f′(x0)=(2x0+1)e
﹣
=0,
又∵
,∴
,∴当x∈[
]时,f′(x)>0,
即函数f(x)在区间[
,1]上递增,∴ ![]()
(2)解:
,
由(1)知函数f′(x)在(0,+∞)上是增函数,且x0>0,使得f′(x0)=0,
进而函数f(x)在区间(0,x0)上递减,在(x0,+∞)上递增,
﹣lnx0﹣ax0,
由f′(x0)=0,得:(2x0+1)e
﹣
﹣a=0,
∴
,∴f(x0)=1﹣lnx0﹣2x02
,
∵x>0,不等式f(x)≥1恒成立,
∴1﹣lnx0﹣2x02e
≥1,∴lnx0+2x02
≤0,
设h(x0)=lnx0+2x
e
,则h(x0)为增函数,且有唯一零点,设为t,
则h(t)=lnt+2t2e2t=0,则﹣lnt=2t2e2t,即
,
令g(x)=xex,则g(x)单调递增,且g(2t)=g(
),
则2t=ln
,即
,
∵a=(2x0+1)
﹣
在(0,t]为增函数,
则当x0=t时,a有最大值,
=
,
∴a≤2,∴a的取值范围是(﹣∞,2]
(3)解:由f(
)﹣1≥
,
得
,
∴xlnx﹣x﹣a≥
,∴a
对任意x>0成立,
令函数g(x)=xlnx﹣x﹣
,∴
,
当x>1时,g′(x)>0,当0<x<1时,g′(x)<0,
∴当x=1时,函数g(x)取得最小值g(1)=﹣1﹣
=﹣1﹣
,
∴a≤﹣1﹣
.
∴a的取值范围是(﹣∞,﹣1﹣
)
【解析】(1)a=0时,
,
,由此利用导数性质能求出函数f(x)在[
,1]上的最小值.(2)
,函数f(x)在区间(0,x0)上递减,在(x0 , +∞)上递增,由x>0,不等式f(x)≥1恒成立,得lnx0+2x02
≤0,由此能求出a的取值范围.(3)由f(
)﹣1≥
,得a
对任意x>0成立,令函数g(x)=xlnx﹣x﹣
,则
,由此利用导数性质能求出a的取值范围.