问题
解答题
设函数f(x)=ex+sinx,g(x)=ax,F(x)=f(x)-g(x)。
(Ⅰ)若x=0是F(x)的极值点,求a的值;
(Ⅱ)当a=1时,设P(x1,f(x1)),Q(x2,g(x2))(x1>0,x2>0),且PQ//x轴,求P、Q两点间的最短距离;
(Ⅲ)若x≥0时,函数y=F(x)的图象恒在y=F(-x)的图象上方,求实数a的取值范围.
答案
解:(Ⅰ)F(x)=ex+sinx-ax,,
因为x=0是F(x)的极值点,所以,,
又当a=2时,若x<0,;若 x>0,,
∴x=0是F(x)的极小值点,
∴a=2符合题意。
(Ⅱ)∵a=1,且PQ∥x轴,由f(x1)=g(x2)得,
所以,,
令,当x>0时恒成立,
∴x∈[0,+∞时,h(x)的最小值为h(0)=1,
∴|PQ|min=1。
(Ⅲ)令,
则,,
因为,当x≥0时恒成立,
所以函数S(x)在上单调递增,
∴S(x)≥S(0)=0当x∈[0,+∞)时恒成立;
因此,函数在上单调递增,,
当x∈[0,+∞)时,恒成立;
当a≤2时,,在[0,+∞)单调递增,即,
故a≤2时F(x)≥F(-x)恒成立,
当a>2时,,
又∵在上单调递增,
∴总存在使得在区间上,
导致在递减,
而,
∴当时,这与对恒成立不符,
∴不合题意,
综上,a的取值范围是。