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已知函数f(x)=ex-x2+ax,曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线与x轴平行.(Ⅰ)求a的值;(Ⅱ)若g(x)=ex-2x-1,求函数g(x)的最小值;(Ⅲ)求证:存在c<0,当x>c时,f(x)>0.
题目详情
已知函数f(x)=ex-x2+ax,曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线与x轴平行.
(Ⅰ)求a的值;
(Ⅱ)若g(x)=ex-2x-1,求函数g(x)的最小值;
(Ⅲ)求证:存在c<0,当x>c时,f(x)>0.
(Ⅰ)求a的值;
(Ⅱ)若g(x)=ex-2x-1,求函数g(x)的最小值;
(Ⅲ)求证:存在c<0,当x>c时,f(x)>0.
▼优质解答
答案和解析
(Ⅰ)函数f(x)=ex-x2+ax的导数为:
f′(x)=ex-2x+a,
由已知可得f′(0)=0,所以1+a=0,得a=-1.
(Ⅱ)g'(x)=ex-2,令g'(x)=0,得x=ln2,
所以x,g'(x),g(x)的变化情况如表所示:
所以g(x)的极小值,且为最小值为g(ln2)=eln2-2ln2-1=1-2ln2.
(Ⅲ)证明:显然g(x)=f'(x),且g(0)=0,
由(Ⅱ)知,g(x)在(-∞,ln2)上单调递减,在(ln2,+∞)上单调递增.
又g(ln2)<0,g(2)=e2-5>0,
由零点存在性定理,存在唯一实数x0∈(ln2,2),满足g(x0)=0,
即ex0-2x0-1=0,ex0=2x0+1,
综上,g(x)=f'(x)存在两个零点,分别为0,x0.
所以x<0时,g(x)>0,即f'(x)>0,f(x)在(-∞,0)上单调递增;
0<x<x0时,g(x)<0,即f'(x)<0,f(x)在(0,x0)上单调递减;
x>x0时,g(x)>0,即f'(x)>0,f(x)在(x0,+∞)上单调递增,
所以f(0)是极大值,f(x0)是极小值,f(x0)=ex0-x02-x0=2x0+1-x02-x0=-x02+x0+1=-(x0-
)2+
,
因为g(1)=e-3<0,g(
)=e
-4>0,
所以x0∈(1,
),所以f(x0)>0,
因此x≥0时,f(x)>0.
因为f(0)=1且f(x)在(-∞,0)上单调递增,
所以一定存在c<0满足f(c)>0,
所以存在c<0,当x>c时,f(x)>0.
f′(x)=ex-2x+a,
由已知可得f′(0)=0,所以1+a=0,得a=-1.
(Ⅱ)g'(x)=ex-2,令g'(x)=0,得x=ln2,
所以x,g'(x),g(x)的变化情况如表所示:
x | (-∞,ln2) | ln2 | (ln2,+∞) |
g'(x) | - | 0 | + |
g(x) | 递减 | 极小值 | 递增 |
(Ⅲ)证明:显然g(x)=f'(x),且g(0)=0,
由(Ⅱ)知,g(x)在(-∞,ln2)上单调递减,在(ln2,+∞)上单调递增.
又g(ln2)<0,g(2)=e2-5>0,
由零点存在性定理,存在唯一实数x0∈(ln2,2),满足g(x0)=0,
即ex0-2x0-1=0,ex0=2x0+1,
综上,g(x)=f'(x)存在两个零点,分别为0,x0.
所以x<0时,g(x)>0,即f'(x)>0,f(x)在(-∞,0)上单调递增;
0<x<x0时,g(x)<0,即f'(x)<0,f(x)在(0,x0)上单调递减;
x>x0时,g(x)>0,即f'(x)>0,f(x)在(x0,+∞)上单调递增,
所以f(0)是极大值,f(x0)是极小值,f(x0)=ex0-x02-x0=2x0+1-x02-x0=-x02+x0+1=-(x0-
1 |
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因为g(1)=e-3<0,g(
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2 |
所以x0∈(1,
3 |
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因此x≥0时,f(x)>0.
因为f(0)=1且f(x)在(-∞,0)上单调递增,
所以一定存在c<0满足f(c)>0,
所以存在c<0,当x>c时,f(x)>0.
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