（2014•四川）已知函数f（x）=ex-ax2-bx-1，其中a，b∈R，e=2.71828…为自然对数的底数．（1）设g（x）是函数f（x）的导函数，求函数g（x）在区间[0，1]上的最小值；（2）若f（1）=0，函数f（x）

Question

（2014•四川）已知函数f（x）=e^x-ax²-bx-1，其中a，b∈R，e=2.71828…为自然对数的底数．
（1）设g（x）是函数f（x）的导函数，求函数g（x）在区间[0，1]上的最小值；
（2）若f（1）=0，函数f（x）在区间（0，1）内有零点，求a的取值范围．

Answer 1

∵f（x）=e^x-ax²-bx-1，∴g（x）=f′（x）=e^x-2ax-b，
又g′（x）=e^x-2a，x∈[0，1]，∴1≤e^x≤e，
∴①当a≤(1)/(2)时，则2a≤1，g′（x）=e^x-2a≥0，
∴函数g（x）在区间[0，1]上单调递增，g（x）_min=g（0）=1-b；
②当(1)/(2)＜a＜(e)/(2)，则1＜2a＜e，
∴当0＜x＜ln（2a）时，g′（x）=e^x-2a＜0，当ln（2a）＜x＜1时，g′（x）=e^x-2a＞0，
∴函数g（x）在区间[0，ln（2a）]上单调递减，在区间[ln（2a），1]上单调递增，
g（x）_min=g[ln（2a）]=2a-2aln（2a）-b；
③当a≥(e)/(2)时，则2a≥e，g′（x）=e^x-2a≤0，
∴函数g（x）在区间[0，1]上单调递减，g（x）_min=g（1）=e-2a-b，
综上：函数g（x）在区间[0，1]上的最小值为gmin(x)＝

1−b  (a≤(1)/(2))

2a−2aln(2a)−b  ((1)/(2)＜a＜(e)/(2))

e−2a−b  (a≥(e)/(2))

；
（2）由f（1）=0，⇒e-a-b-1=0⇒b=e-a-1，又f（0）=0，
若函数f（x）在区间（0，1）内有零点，则函数f（x）在区间（0，1）内至少有三个单调区间，
由（1）知当a≤(1)/(2)或a≥(e)/(2)时，函数g（x）在区间[0，1]上单调，不可能满足“函数f（x）在区间（0，1）内至少有三个单调区间”这一要求．
若(1)/(2)＜a＜(e)/(2)，则g_min（x）=2a-2aln（2a）-b=3a-2aln（2a）-e+1
令h（x）=(3)/(2)x−xlnx−e+1  （1＜x＜e）
则h′(x)＝(3)/(2)−(lnx+x•(1)/(x))=(1)/(2)−lnx，∴h′(x)＝(1)/(2)−lnx．由h′(x)＝(1)/(2)−lnx＞0⇒x＜

作业帮用户 2016-11-27

问题解析

（1）求出f（x）的导数得g（x），再求出g（x）的导数，对它进行讨论，从而判断g（x）的单调性，求出g（x）的最小值；
（2）利用等价转换，若函数f（x）在区间（0，1）内有零点，则函数f（x）在区间（0，1）内至少有三个单调区间，所以g（x）在（0，1）上应有两个不同的零点．

名师点评

本题考点：

导数在最大值、最小值问题中的应用；函数的零点．

考点点评：

本题考查了，利用导数求函数的单调区间，分类讨论思想，等价转换思想，函数的零点等知识点．是一道导数的综合题，难度较大．

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