题目
已知函数 , ,其中e为自然对数的底数.
(1)
求函数 在x 1处的切线方程;
(2)
若存在 ,使得 成立,其中 为常数,求证: ;
(3)
若对任意的 ,不等式 恒成立,求实数a的取值范围.
答案: 解:(1)因为 ,所以 ,故 .所以函数 y=f(x)g(x) 在x = 1处的切线方程为 ,即 .
由已知等式 得 .记 ,则 .假设 .①若 ,则 ,所以 在 上为单调增函数.又 ,所以 ,与 矛盾. ②若 ,记 ,则 .令 ,解得 .当 时, , 在 上为单调增函数;当 时, , 在 上为单调减函数.所以 ,所以 ,所以 在 上为单调增函数.又 ,所以 ,与 矛盾.综合①②,假设不成立,所以 .
由 f(x)g(x)≤a(x−1) 得 .记 , ,则 .①当 时,因为 , ,所以 ,所以 在 上为单调增函数,所以 ,故原不等式恒成立. 法一:②当 时,由(2)知 , ,当 时, , 为单调减函数,所以 ,不合题意. 法二:②当 时,一方面 .另一方面, , .所以 ,使 ,又 在 上为单调减函数,所以当 时, ,故 在 上为单调减函数,所以 ,不合题意. 综上, .