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<

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,x∈(0,
1
a
-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;

③当a≥

1
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,x∈(0,+∞)时,g′(x)>0,即f′(x)在(0,+∞)上为增函数,

∴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≥

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