问题 解答题

已知函数f(x)=ex-x(e为自然对数的底数)

(Ⅰ)求f(x)的最小值;

(Ⅱ)设不等式f(x)>ax的解集为P,且{x|0≤x≤2}⊆P,求实数a的取值范围;

答案

(Ⅰ)f(x)的导数f′(x)=ex-1

令f′(x)>0,解得x>0;令f′(x)<0,

解得x<0.(2分)

从而f(x)在(-∞,0)内单调递减,在(0,+∞)内单调递增.

所以,当x=0时,f(x)取得最小值1.(5分)

(II)因为不等式f(x)>ax的解集为P,且{x|0≤x≤2}⊆P,

所以,对任意的x∈[0,2],不等式f(x)>ax恒成立,(6分)

由f(x)>ax,得(1+a)x<ex

当x=0时,上述不等式显然成立,

故只需考虑x∈(0,2]的情况.(7分)

将(1+a)x<ex变形为a<

ex
x
-1(8分)

g(x)=

ex
x
-1,则g′(x)=
(x-1)ex
x2

令g′(x)>0,解得x>1;令g′(x)<0,解得x<1.(10分)

从而g(x)在(0,1)内单调递减,在(1,2)内单调递增.

所以,当x=1时,g(x)取得最小值e-1,从而,

所求实数a的取值范围是(-∞,e-1).(12分)

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