计算题 已知函数f(x)=(1+x)e-2x,g(x)=ax+
问答题 20.求证:1-x≤f(x)≤
【正确答案】要证:x∈[0,1]时,(1+x)e-2x≥1-x,只需证明(1+x)e-x≥(1-x)ex.记h(x)=(1+x)e-x(1-x)ex,则h'(x)=x(ex-e-x),当x∈(0,1)时,h'(x)>0,因此h(x)在[0,1]上是增函数,故h(x)≥h(0)=0.所以f(x)≥1-x,x∈[0,1].要证x∈[0,1]时,(1+x)e-2x,只需证明ex≥x+1.记K(x)=ex-x-1,则K'(x)=ex-1,当x∈(0,1)时,K'(x)>0,因此K(x)在[0,1]上是增函数,故K(z)≥K(0)=0.所以f(x)≤,x∈[0,1].综上,1-x≤f(x)≤
【答案解析】
问答题 21.若f(x)≥g(x)恒成立,求实数a的取值范围.
【正确答案】解法一:f(x)-g(x)=(1+x)e-2x一(ax++1+2xcosx)≥1-x-ax-1--2xcos x=-x(a+1++2cos x).设G(x)=+2cosx,则G'(x)=x-2sin x.记H(x)=x-2sinx,则H'(x)=1一2cosx,当 x∈(0,1)时,H'(x)<0,于是G'(z)在[0,1]上是减函数,从而当x∈(0,1)时,G'(x)<G'(0)=0,故G(x)在[0,1]上是减函数.于是G(x)≤G(0)=2,从而a+1+G(x)≤a+3.所以,当a≤-3时,f(x)≥g(x)在[0,1]上恒成立.下面证明当a>-3时,f(x)≥g(z)在[0,1]上不恒成立.
f(x)-g(x)≤
记I(x)=+a+G(x),则I'(x)=+G(x),当x∈(0,1)时,I'(x)<0,故I(x)在[0,1]上是减函数,于是I(x)在[0,1]上的值域为[a+1+2cos1,a+3].因为当a>一3时,a+3>0,所以存在x0∈(0,1),使得I(x0)>0,此时f(x0)<g(x0),即f(x)≥g(x)在[0,1]上不恒成立.综上,实数a的取值范围是(-∞,-3].
解法二:先证当x∈[0,1]时,1-x2≤cos x≤1-x2.记F(x)=cos x-1+x2,则F'(x)=-sinx+x.记G(x)=-sin x+x,则G'(x)=-cos x+1,当x∈(0,1)时,G'(x)>0,于是G(x)在[0,1]上是增函数,因此当x∈(0,1)时,G(x)>G(0)=0,从而F(x)在[0,1]上是增函数.因此F(x)≥F(0)=0,所以当x∈[0,1]时,1-x2≤cos x.同理可证,当x∈[0,1]时,cos x≤1-x2.综上,当x∈[0,1]时,1-x2≤cos x≤1-x2.因为当x∈[0,1]时,f(x)-g(x)=(1+x)e-2x-(ax++1+2xcosx)≥(1-x)-ax--1-2x(1一x2)=-(a+3)x,所以当a≤-3时,f(x)≥g(x)在[0,1]上恒成立.下面证明当a>-3时,f(x)≥g(x)在[0,1]上不恒成立.
因为f(x)-g(x)=(1+x)e-2x一(a+3)x≤,所以存在x0∈(0,1)(例如x0
【答案解析】