已知函数f(x)=e2x-2tx,g(x)=-x2+2tex-2t2+
(1)求f(x)在区间[0,+∞)的最小值; (2)求证:若t=1,则不等式g(x)≥
(3)求证:若t∈R,则不等式f(x)≥g(x)对于任意的x∈R恒成立. |
(1)f'(x)=2e2x-2t=2(e2x-t)
①若t≤1
∵x≥0,则e2x≥1,∴e2x-t≥0,即f'(x)≥0.
∴f(x)在区间[0,+∞)是增函数,故f(x)在区间[0,+∞)的最小值是f(0)=1
②若t>1
令f'(x)=0,得x=
lnt.1 2
又当x∈[0,
lnt)时,f'(x)<0;当x∈(1 2
lnt, +∞)时,f'(x)>0,1 2
∴f(x)在区间[0,+∞)的最小值是f(
lnt)=t-tlnt1 2
(2)证明:当t=1时,g(x)=-x2+2ex-
,则g'(x)=-2x+2ex=2(ex-x),3 2
∴[g'(x)]'=2(ex-1),
当x∈[0,+∞)时,有[g'(x)]'≥0,∴g'(x)在[0,+∞)内是增函数,
∴g'(x)≥g'(0)=2>0,
∴g(x)在[0,+∞)内是增函数,
∴对于任意的x∈[0,+∞),g(x)≥g(0)=
恒成立1 2
(3)证明:f(x)-g(x)=e2x-2tx+x2-2tex+2t2-
=2t2-2(x+ex)t+(e2x+x2-1 2
),1 2
令h(t)=2t2-2(x+ex)t+(e2x+x2-
)=2(t-1 2
)2+x+ex 2 e2z-2xex+x2-1 2
则当t∈R时,h(t)≥
=e2x-2xex+x2-1 2
,(ex-x)2-1 2
令F(x)=ex-x,则F'(x)=ex-1,
当x=0时,F'(x)=0;当x>0时,F'(x)>0;当x<0时,F'(x)<0,
则F(x)=ex-x在(-∞,0]是减函数,在(0,+∞)是增函数,
∴F(x)=ex-x≥F(0)=1,
∴
≥0,(ex-x)2-1 2
∴h(t)≥0,即不等式f(x)≥g(x)对于任意的x∈R恒成立