(1)证明:(Ⅰ)在x≥0时,要使ex-x-1≤成立.
只需证:ex≤x2ex+x+1即需证:1≤x2+①
令y(x)=x2+,求导数y′(x)=ax+=ax+
∴y′(x)=x(a-),又a≥1,求x≥0,故y'(x)≥0
∴y(x)为增函数,故y(x)≥y(0)=1,从而①式得证
(Ⅱ)在x≤0时,要使ex-x-1≤ae|x|成立.
只需证:ex≤e-x+x+1,即需证:1≤e-2x+(x+1)e-x②
令m(x)=e-2x+(x+1)e-x,求导数得m'(x)=-xe-2x[ex+a(x-1)]
而φ(x)=ex+a(x-1)在x≤0时为增函数
故φ(x)≤φ(0)=1-a≤0,从而m(x)≤0
∴m(x)在x≤0时为减函数,则m(x)≥m(0)=1,从而②式得证
由于①②讨论可知,原不等式e2-x-1≤e|x|在a≥1时,恒成立…(6分)
(2)将ex0-x0-1≤a•ex0变形为+-1<0③
要找一个X0>0,使③式成立,只需找到函数t(x)=+-1的最小值,
满足t(x)min<0即可,对t(x)求导数t′(x)=x(a-)
令t'(x)=0得ex=,则x=-lna,取X0=-lna
在0<x<-lna时,t'(x)<0,在x>-lna时,t'(x)>0t(x)在x=-lna时,取得最小值t(x0)=(lna)2+a(-lna+1)-1
下面只需证明:(lna)2-alna+a-1)<0,在0<a<1时成立即可
又令p(a)=(lna)2-alna+a-1,对p(a)关于a求导数
则p′(a)=(lna)2≥0,从而p(a)为增函数
则p(a)<p(1)=0,从而(lna)2-alna+a-1<0得证
于是t(x)的最小值t(-lna)<0
因此可找到一个常数x0=-lna(0<a<1),使得③式成立 …(14分)