題型一 分離參數(shù)法求參數(shù)范圍
①當(dāng)x=0時,不等式為1≥1,顯然成立,此時a∈R.②當(dāng)x>0時,分離參數(shù)a,
則h′(x)=ex-x-1,令H(x)=ex-x-1,H′(x)=ex-1>0,故h′(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,因此h′(x)>h′(0)=0,故函數(shù)h(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,∴h(x)>h(0)=0,
故當(dāng)x∈(0,2)時,g′(x)>0,g(x)單調(diào)遞增;當(dāng)x∈(2,+∞)時,g′(x)0時,φ′(x)>0,則φ(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,所以φ(x)>φ(0)=0,即當(dāng)x>0時,ex-(x+1)>0,所以當(dāng)00;當(dāng)t∈(2,+∞)時,h(t)g(x)max.
①若a≤1,當(dāng)x∈[1,e]時,f′(x)≥0,f(x)在[1,e]上單調(diào)遞增,f(x)min=f(1)=1-a.②若1<a<e,當(dāng)x∈[1,a]時,f′(x)≤0,f(x)單調(diào)遞減;當(dāng)x∈[a,e]時,f′(x)≥0,f(x)單調(diào)遞增.所以f(x)min=f(a)=a-(a+1)ln a-1.
③若a≥e,當(dāng)x∈[1,e]時,f′(x)≤0,f(x)在[1,e]上單調(diào)遞減,
綜上,當(dāng)a≤1時,f(x)min=1-a;當(dāng)1<a<e時,f(x)min=a-(a+1)ln a-1;
(2)當(dāng)a<1時,若存在x1∈[e,e2],使得對任意的x2∈[-2,0],f(x1)<g(x2)恒成立,求a的取值范圍.
解 由題意知f(x)(x∈[e,e2])的最小值小于g(x)(x∈[-2,0])的最小值.由(1)知f(x)在[e,e2]上單調(diào)遞增,
又g′(x)=(1-ex)x.所以當(dāng)x∈[-2,0]時,g′(x)≤0,g(x)單調(diào)遞減,則g(x)min=g(0)=1,
拓展視野  洛必達(dá)法則
例 已知函數(shù)f(x)=x(ex-1)-ax2(a∈R).(1)若f(x)在x=-1處有極值,求a的值;
解 f′(x)=ex-1+xex-2ax=(x+1)ex-2ax-1,
(2)當(dāng)x>0時,f(x)≥0,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解 法一 當(dāng)x>0時,f(x)≥0,即x(ex-1)-ax2≥0,即ex-1-ax≥0,令φ(x)=ex-1-ax(x>0),則φ(x)min≥0,φ′(x)=ex-a.①當(dāng)a≤1時,φ′(x)>0,∴φ(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,∴φ(x)>φ(0)=0,∴a≤1滿足條件.
②當(dāng)a>1時,若0<x<ln a,則φ′(x)<0;若x>ln a,則φ′(x)>0.∴φ(x)在(0,ln a)上單調(diào)遞減,在(ln a,+∞)上單調(diào)遞增,∴φ(x)min=φ(ln a)=a-1-aln a≥0.令g(a)=a-1-aln a(a>1),∴g′(a)=1-(1+ln a)=-ln a<0,∴g(a)在(1,+∞)上單調(diào)遞減.∴g(a)<g(1)=0與g(a)≥0矛盾,故a>1不滿足條件,綜上,實(shí)數(shù)a的取值范圍是(-∞,1].
法二 當(dāng)x>0時,f(x)≥0,
∴k(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,∴k(x)>k(0)=0,∴h′(x)>0,∴h(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增.
∴a≤1.故實(shí)數(shù)a的取值范圍是(-∞,1].
訓(xùn)練 (2024·寧波調(diào)研節(jié)選)已知函數(shù)f(x)=(x+1)ln(x+1).若對任意x>0都有f(x)>ax成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解 法一 令φ(x)=f(x)-ax=(x+1)ln(x+1)-ax(x>0),則φ′(x)=ln(x+1)+1-a,∵x>0,∴l(xiāng)n(x+1)>0.(1)當(dāng)1-a≥0,即a≤1時,φ′(x)>0,∴φ(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,又φ(0)=0,∴φ(x)>0恒成立,故a≤1滿足題意.
(2)當(dāng)1-a<0,即a>1時,令φ′(x)=0,得x=ea-1-1,∴x∈(0,ea-1-1)時,φ′(x)<0;x∈(ea-1-1,+∞)時,φ′(x)>0,∴φ(x)在(0,ea-1-1)上單調(diào)遞減,在(ea-1-1,+∞)上單調(diào)遞增,∴φ(x)min=φ(ea-1-1)<φ(0)=0與φ(x)>0恒成立矛盾,故a>1不滿足題意.綜上有a≤1,故實(shí)數(shù)a的取值范圍是(-∞,1].
法二 x∈(0,+∞)時,(x+1)ln(x+1)>ax恒成立,
∴k(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增.∴k(x)>k(0)=0,∴x-ln(x+1)>0恒成立,∴g′(x)>0,故g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增.
∴a≤1,故實(shí)數(shù)a的取值范圍是(-∞,1].
KESHIFENCENGJINGLIAN
1.(2024·杭州模擬節(jié)選)設(shè)函數(shù)f(x)=x2-(a+2)x+aln x(a∈R),若f(x)≥1恒成立,求a的取值范圍.
由題意f(x)≥1,則f(x)min≥1,(1)當(dāng)a≤0時,令f′(x)>0,得x>1;令f′(x)<0,得0<x<1,所以f(x)在(0,1)上單調(diào)遞減,在(1,+∞)上單調(diào)遞增,所以f(x)min=f(1)=-a-1,所以-a-1≥1,即a≤-2;(2)當(dāng)a>0時,存在f(1)=-a-1<0,不滿足題意,可知a>0時,f(x)≥1不恒成立,綜上,a≤-2.故實(shí)數(shù)a的取值范圍是(-∞,-2].
解 由題設(shè)知f′(x)=x2+2x+a≥0在[1,+∞)上恒成立,即a≥-(x+1)2+1在[1,+∞)上恒成立,而y=-(x+1)2+1在[1,+∞)單調(diào)遞減,則ymax=-3,所以a≥-3,所以a的最小值為-3.
由g′(x)>0,得x0,則g′(x)在[1,+∞)上單調(diào)遞增,故g′(x)≥g′(1)=1-2a≥0,所以g(x)在[1,+∞)上單調(diào)遞增,所以g(x)≥g(1)=0,從而xln x-a(x2-1)≥0,不符合題意;
從而g′(x)>g′(1)=1-2a>0,
此時g(x)≥g(1)=0,不符合題意;
所以g′(x)在[1,+∞)上單調(diào)遞減,g′(x)≤g′(1)=1-2a≤0,從而g(x)在[1,+∞)上單調(diào)遞減,所以g(x)≤g(1)=0,所以xln x-a(x2-1)≤0恒成立.
4.(2024·武漢調(diào)研)已知函數(shù)f(x)=ln x-k(x-1),且曲線y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線與直線y=1平行.(1)求實(shí)數(shù)k的值,并判斷f(x)的單調(diào)性;
解 由題意得f(x)的定義域?yàn)?0,+∞),
∵曲線y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線與直線y=1平行,
由f′(x)>0,得00.∵x>1,
∴h(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞增,
又h(3)=1-ln 30,∴方程h(x)=0在(1+∞)上存在唯一的實(shí)數(shù)根x0,且x0∈(3,4),則h(x0)=x0-ln x0-2=0,所以ln x0=x0-2.(*)當(dāng)1

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