Question

【题目】已知f（x）=ex﹣ax2，曲线y=f（x）在（1，f（1））处的切线方程为y=bx+1．

（1）求a，b的值；

（2）求f（x）在[0，1]上的最大值；

（3）证明：当x＞0时，ex+（1﹣e）x﹣xlnx﹣1≥0．

Answer 1

【答案】（1）a=1，b=e﹣2；（2）f（x）max=f（1）=e﹣1；（3）见解析

【解析】试题分析：

(1)由切线方程研究函数可得a=1，b=e﹣2；

(2)对函数进行二次求导，结合二阶导函数的性质和导函数的性质可得最大值为；

(3)利用(2)中的结论结合题意猜想x＞0，x≠1时，f（x）的图象恒在切线y=（e﹣2）x+1的上方，利用导函数的性质即可证得结论，注意等号成立的条件.

试题解析：

解：（1）f′（x）=ex﹣2ax，∴f′（1）=e﹣2a=b，f（1）=e﹣a=b+1，

解得：a=1，b=e﹣2；

（2）由（1）得：f（x）=ex﹣x2，f′（x）=ex﹣2x，f″（x）=ex﹣2，

∴f′（x）在（0，ln2）递减，在（ln2，+∞）递增，

∴f′（x）≥f′（ln2）=2﹣2ln2＞0，∴f（x）在[0，1]递增，

∴f（x）max=f（1）=e﹣1；

（3）∵f（0）=1，由（2）得f（x）过（1，e﹣1），

且y=f（x）在x=1处的切线方程是y=（e﹣2）x+1，

故可猜测x＞0，x≠1时，f（x）的图象恒在切线y=（e﹣2）x+1的上方，

下面证明x＞0时，f（x）≥（e﹣2）x+1，

设g（x）=f（x）﹣（e﹣2）x﹣1，x＞0，

g′（x）=ex﹣2x﹣（e﹣2），g″（x）=ex﹣2，

由（2）得：g′（x）在（0，ln2）递减，在（ln2，+∞）递增，

∵g′（0）=3﹣e＞0，g′（1）=0，0＜ln2＜1，

∴g′（ln2）＜0，

∴存在x0∈（0，1），使得g′（x）=0，

∴x∈（0，x0）∪（1，+∞）时，g′（x）＞0，

x∈（x0，1）时，g′（x）＜0，

故g（x）在（0，x0）递增，在（x0，1）递减，在（1，+∞）递增，

又g（0）=g（1）=0，∴g（x）≥0当且仅当x=1时取“=”，故≥x，x＞0，

由（2）得：ex≥x+1，故x≥ln（x+1），

∴x﹣1≥lnx，当且仅当x=1时取“=”，

∴≥x≥lnx+1，即≥lnx+1，

∴ex+（2﹣e）x﹣1≥xlnx+x，

即ex+（1﹣e）x﹣xlnx﹣1≥0成立，当且仅当x=1时“=”成立．