问题
解答题
设函数f(x)=ex-ax-2。
(1)求f(x)的单调区间;
(2)若a=1,k为整数,且当x>0时,(x-k) f ′(x)+x+1>0,求k的最大值。
答案
解:(1)函数f(x)=ex-ax-2的定义域是R,f′(x)=ex-a,
若a≤0,则f′(x)=ex-a≥0,
所以函数f(x)=ex-ax-2在(-∞,+∞)上单调递增
若a>0,则当x∈(-∞,lna)时,f′(x)=ex-a<0;
当x∈(lna,+∞)时,f′(x)=ex-a>0;
所以,f(x)在(-∞,lna)单调递减,在(lna,+∞)上单调递增。
(2)由于a=1,所以,(x-k)f′(x)+x+1=(x-k)(ex-1)+x+1
故当x>0时,(x-k)f′(x)+x+1>0等价于k<(x>0)①
令g(x)=,则g′(x)=
由(1)知,函数h(x)=ex-x-2在(0,+∞)上单调递增,而h(1)<0,h(2)>0,
所以h(x)=ex-x-2在(0,+∞)上存在唯一的零点,
故g′(x)在(0,+∞)上存在唯一的零点,
设此零点为α,则有α∈(1,2)当x∈(0,α)时,g′(x)<0;
当x∈(α,+∞)时,g′(x)>0;
所以g(x)在(0,+∞)上的最小值为g(α)
又由g′(α)=0,可得eα=α+2
所以g(α)=α+1∈(2,3)
由于①式等价于k<g(α),
故整数k的最大值为2。