Question

17．已知f（x）=e^x-ax²，g（x）是f（x）的導(dǎo)函數(shù)．
（Ⅰ）求g（x）的極值；
（Ⅱ）若f（x）≥x+1在x≥0時(shí)恒成立，求實(shí)數(shù)a的取值范圍．

Answer 1

分析 （Ⅰ）g（x）=f'（x）=e^x-2ax，g'（x）=e^x-2a，分a≤0，a＞0討論．
（Ⅱ）令h（x）=e^x-ax²-x-1，則h'（x）=e^x-1-2ax，
由e^x≥1+x恒成立，故h'（x）≥x-2ax=（1-2a）x，
分$a≤\frac{1}{2}$，$a＞\frac{1}{2}$討論，求出a的取值范圍

解答 解：（Ⅰ）f（x）=e^x-ax²，g（x）=f'（x）=e^x-2ax，g'（x）=e^x-2a，
當(dāng)a≤0時(shí)，g'（x）＞0恒成立，g（x）無(wú)極值；
當(dāng)a＞0時(shí)，g'（x）=0，即x=ln（2a），
由g'（x）＞0，得x＞ln（2a）；由g'（x）＜0，得x＜ln（2a），
所以當(dāng)x=ln（2a）時(shí)，有極小值2a-2aln（2a）．
（Ⅱ）令h（x）=e^x-ax²-x-1，則h'（x）=e^x-1-2ax，注意到h（0）=h'（0）=0，
令k（x）=e^x-1-x，則k'（x）=e^x-1，且k'（x）＞0，得x＞0；k'（x）＜0，得x＜0，
∴k（x）≥k（0）=0，即e^x≥1+x恒成立，故h'（x）≥x-2ax=（1-2a）x，
當(dāng)$a≤\frac{1}{2}$時(shí)，1-2a≥0，h'（x）≥0，
于是當(dāng)x≥0時(shí)，h（x）≥h（0）=0，即f（x）≥x+1成立．
當(dāng)$a＞\frac{1}{2}$時(shí)，由e^x＞1+x（x≠0）可得e^-x＞1-x（x≠0）．
h'（x）＜e^x-1+2a（e^-x-1）=e^-x（e^x-1）（e^x-2a），
故當(dāng)x∈（0，ln（2a））時(shí)，h'（x）＜0，
于是當(dāng)x∈（0，ln（2a））時(shí)，h（x）＜h（0）=0，f（x）≥x+1不成立．
綜上，a的取值范圍為$（-∞，\frac{1}{2}]$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用，分類討論思想、轉(zhuǎn)化思想，屬于難題．