Question

已知f（x）=e^2x+ae^x（a∈R）（e為自然對(duì)數(shù)底數(shù)）．
（1）若a=-2e，試求f（x）的最小值；
（2）若f（x）在（-∞，0）和（1+∞）上具有相反的單調(diào)性，求a的范圍．
（3）當(dāng)a＞0且x＞-1時(shí)，求證：f（x）≥x²+（a+2）x+a+1．

Answer 1

解：（1）f′（x）=（2e^x-2e）e^x=0，得x=1，
當(dāng)x＜1時(shí)f′（x）＜0，f（x）單調(diào)遞減；當(dāng)x＞1時(shí)，f′（x）＞0，f（x）單調(diào)遞增，
所以x=1為唯一極小值點(diǎn)，也是最小值點(diǎn)，
所以f（x）的最小值為f（1）=-e²；
（2）因?yàn)閒（x）在（-∞，0）和（1+∞）上具有相反的單調(diào)性，
則有f′（x）=0的解在[0，1]上，即2e^x+a=0的解在[0，1]上．
記h（x）=2e^x+a，則h（0）•h（1）≤0，解得-2e≤a≤-2，
所以a的取值范圍為[-2e，-2]；
（3）即證明a＞0且x＞-1時(shí)，e^2x+ae^x≥（x+1）²+a（x+1），
現(xiàn)證明e^x≥x+1，記g（x）=e^x-（x+1），令g′（x）=e^x-1=0，得x=0，
當(dāng)-1＜x＜0時(shí)，g′（x）＜0，g（x）單調(diào)遞減；當(dāng)x＞0時(shí)，g′（x）＞0，g（x）單調(diào)遞增，
所以x=0為唯一極小值點(diǎn)，也即最小值點(diǎn)，∴g（x）≥g（0）=0，∴e^x≥x+1，
所以a＞0且x＞-1時(shí)，e^2x≥（x+1）²，ae^x≥a（x+1），
∴e^2x+ae^x≥（x+1）²+a（x+1）．
分析：（1）求導(dǎo)數(shù)，利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性，求出極值，進(jìn)而得到最小值；
（2）由f（x）在（-∞，0）和（1+∞）上具有相反的單調(diào)性知：f′（x）=0的解在[0，1]上，根據(jù)零點(diǎn)存在定理可得一不等式，解出即可；
（3）問(wèn)題即為證明a＞0且x＞-1時(shí)，e^2x+ae^x≥（x+1）²+a（x+1），先利用導(dǎo)數(shù)證明e^x≥x+1，再根據(jù)不等式的性質(zhì)即可證明原不等式；
點(diǎn)評(píng)：本題考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、求函數(shù)的最值及證明不等式，考查學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力．