1.设 a 为实数,函数 f(x)=ex-2x+2a,x∈R.
(1)求 f(x)的单调区间与极值;
(2)求证:当 a>ln 2-1 且 x>0 时,ex>x2-2ax+1.
解:(1)由 f(x)=ex-2x+2a(x∈R),知 f′(x)=ex-2.令 f′(x)=0,得 x=ln 2.
当 x0,故函数 f(x)在区间(ln 2,+∞)上单调递增.
所以 f(x)的单调递减区间是(-∞,ln 2),单调递增区间是(ln 2,+∞),f(x)在 x=ln 2 处取
得极小值 f(ln 2)=eln 2-2ln 2+2a=2-2ln 2+2a,无极大值.
(2)证明:要证当 a>ln 2-1 且 x>0 时,ex>x2-2ax+1,即证当 a>ln 2-1 且 x>0 时,ex-x2
+2ax-1>0.
设 g(x)=ex-x2+2ax-1(x≥0).
则 g′(x)=ex-2x+2a,由(1)知 g′(x)min=g′(ln 2)=2-2ln 2+2a.
又 a>ln 2-1,则 g′(x)min>0.
于是对∀x∈R,都有 g′(x)>0,所以 g(x)在 R 上单调递增.
于是对∀x>0,都有 g(x)>g(0)=0.
即 ex-x2+2ax-1>0,
故 ex>x2-2ax+1.
2.(2019·贵阳模拟)已知函数 f(x)=mex-ln x-1.
(1)当 m=1 时,求曲线 y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(2)若 m∈(1,+∞),求证:f(x)>1.
解:(1)当 m=1 时,f(x)=ex-ln x-1,
所以 f′(x)=ex-1
x,
所以 f′(1)=e-1,又因为 f(1)=e-1,
所以曲线 y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为 y-(e-1)=(e-1)(x-1),即 y=(e-1)x.
(2)证明:当 m>1 时,f(x)=mex-ln x-1>ex-ln x-1,
要证明 f(x)>1,只需证明 ex-ln x-2>0,
设 g(x)=ex-ln x-2,则 g′(x)=ex-1
x(x>0),
设 h(x)=ex-1
x(x>0),则 h′(x)=ex+1
x2>0,
所以函数 h(x)=g′(x)=ex-1
x在(0,+∞)上单调递增,
因为 g′(1
2 )=e
1
2
-20,所以函数 g′(x)=ex-1
x在(0,+∞)上有唯一零点 x0,且 x0∈(1
2,1 ),
因为 g′(x0)=0,所以 ex0=1
x0,即 ln x0=-x0,
当 x∈(0,x0)时,g′(x)0,
所以当 x=x0 时,g(x)取得最小值 g(x0),
故 g(x)≥g(x0)=ex0-ln x0-2=1
x0+x0-2>0,
综上可知,若 m∈(1,+∞),则 f(x)>1.
3.(2019·济南市学习质量评估)已知函数 f(x)=x(ex+1)-a(ex-1).
(1)若曲线 y=f(x)在点(1,f(1))处切线的斜率为 1,求实数 a 的值;
(2)当 x∈(0,+∞)时,f(x)>0 恒成立,求实数 a 的取值范围.
解:(1)f′(x)=xex+ex+1-aex.
因为 f′(1)=e+e+1-ae=1,所以 a=2.
(2)设 g(x)=f′(x)=ex+1+xex-aex,则 g′(x)=ex+(x+1)ex-aex=(x+2-a)ex,设 h(x)=x+
2-a,
注意到 f(0)=0,f′(0)=g(0)=2-a,
(i)当 a≤2 时,h(x)=x+2-a>0 在(0,+∞)上恒成立,
所以 g′(x)>0 在(0,+∞)上恒成立,所以 g(x)在(0,+∞)上是增函数,
所以 g(x)>g(0)=2-a≥0,所以 f′(x)>0 在(0,+∞)上恒成立.
所以 f(x)在(0,+∞)上是增函数,
所以 f(x)>f(0)=0 在(0,+∞)上恒成立,符合题意.
(ii)当 a>2 时,h(0)=2-a0,∃x0∈(0,a),使得 h(x0)=0,
当 x∈(0,x0)时,h(x)