问题
解答题
设函数f(x)=(ax-1)ex+(1-a)x+1.
(I)证明:当a=0时,f(x)≤0;
(II)设当x≥0时,f(x)≥0,求a的取值范围.
答案
(I)证明:当a=0时,f(x)=-ex+x+1,则f′(x)=-ex+1
令f′(x)=0,可得x=0
令f′(x)<0,可得x<0,令f′(x)>0,可得x>0
∴函数f(x)在(-∞,0)上单调递增,在(0,+∞)单调递减
∴f(x)max=f(0)=0
∴f(x)≤0;
(II)f′(x)=-(ax+a-1)ex+1-a,f(0)=f′(0)=0,
设g(x)=f′(x),则g′(x)=(ax+2a-1)ex,
①a≤0,x∈(0,+∞)时,g′(x)<0,∴g(x)在(0,+∞)上为减函数,
∵f′(0)=0,∴f′(x)<0,∴f(x)在(0,+∞)上为减函数,
∴f(x)<f(0)=0与已知矛盾;
②当0<a<
,x∈(0,1 2
-2)时,g′(x)<0,则g(x)在(0,1 a
-2)上为减函数,此时f′(x)<0,∴f(x)在(0,1 a
-2)上为减函数,∴f(x)<f(0)=0与已知矛盾;1 a
③当a≥
,x∈(0,+∞)时,g′(x)>0,即f′(x)在(0,+∞)上为增函数,1 2
∴f′(x)≥f′(0)=0
∴f(x)在(0,+∞)上为增函数,∴f(x)>f(0)=0,不等式成立
综上,a≥
.1 2