问题
解答题
已知函数f(x)=
(1)当a>
(2)当a=1时,若在区间[2,+∞)上存在一点x0,使得f(x0)<g(x0)成立,求b的取值范围. |
答案
(1)f′(x)=
,因eax>0且a>eax(ax2-x+
)a-1 a (x2+
+x a
)21 a
,故只需讨论ax2-x+1 4
的符号a-1 a
所以 ①当a≥
时,f′(x)≥0,f(x)在区间(-∞,+∞)上为增函数5 4
②当
<a<1 4
时,令f′(x)=0解得x1=5 4
,x2=1- 5-4a 2a
.1+ 5-4a 2a
当x变化时,f'(x)和f(x)的变化情况如下表:
x | (-∞,
|
| (
|
| (
| ||||||||||||||||||||||||
f'(x) | + | 0 | - | 0 | + | ||||||||||||||||||||||||
f(x) | ↗ | 极大值 | ↘ | 极小值 | ↗ |
1-
| ||
2a |
1+
| ||
2a |
f(x)在(
,1- 5-4a 2a
)为减函数. …(6分)1+ 5-4a 2a
(2)考查反面情况:∀x∈[2,+∞),f(x)≥g(x)恒成立,
即h(x)=
-ex x2+x+1
-bx≥0在x∈[2,+∞)上恒成立.3e2 49
首先h(2)=
-e2 7
-2b≥0,即b≤3e2 49
,其次,h′(x)=2e2 49
-b,考虑M(x)=ex(x2-x) (x2+x+1) ex(x2-x) (x2+x+1)
因M′(x)=
>0在x∈[2,+∞)上恒成立,ex(x2+x+1)[x3(x-2)+3x2+2x-1] (x2+x+1)4
所以M(x)≥M(2)=
,2e2 49
所以当b≤
时,h′(x)=2e2 49
-b≥ex(x2-x) (x2+x+1)
-b≥0,故h(x)在x∈[2,+∞)上单调递增,2e2 49
又h(2)≥0,所以h(x)=
-ex x2+x+1
-bx≥0在x∈[2,+∞)上恒成立,所以b≤3e2 49
,2e2 49
综上b>
…(14分)2e2 49