24年全国新课标2卷 第16题

已知函数 f(x)=exaxa3f(x)=e^{x}-ax-a^{3}

(2)若 f(x)f(x) 有极小值,且极小值小于 00,求 aa 的取值范围。

第一步:求得有极小值的条件和极小值

第二问

f(x)=exaf'(x)=e^x-a

a0a \le 0,则f(x)>0f'(x) \gt 0对任意xRx \in \mathbf{\mathbf{R}}恒成立,

可知f(x)f(x)R\mathbf{\mathbf{R}}上单调递增,无极值,不合题意;

a>0a>0,令f(x)=0f'(x)=0,解得x=lnax=lna

x<lnax \lt lnaex<a    f(x)<0e^x \lt a \implies f'(x) \lt 0

x>lnax \gt lnaex>a    f(x)>0e^x \gt a \implies f'(x) \gt 0

x=lna时,取得极小值alnaa3\large \colorbox{yellow}{\(\therefore x=lna时,取得极小值a-lna-a^3\)}

已求得:

  • a>0a\gt 0 时有极小值
  • x=lnax=lna时,取得极小值alnaa3a-lna-a^3

第二步:求得满足条件的 aa

由最小值小于 00=a(1lnaa2)<0=a(1-\ln a-a^2)<0,即a2+lna1>0a^2+\ln a-1>0

构建g(a)=a2+lna1g(a)=a^2+\ln a-1g(1)=0g(1)=0

g(a)=2a+1a>0g'(a)=2a+\dfrac{1}{a}>0

可知g(a)g(a)(0,+)(0,+\infty)内单调递增,

所以aa的取值范围为(1,+)\large \colorbox{yellow}{\((1,+\infty)\)}

已知函数 f(x)=exaxa3f(x)=e^{x}-ax-a^{3}

(2)若 f(x)f(x) 有极小值,且极小值小于 00,求 aa 的取值范围。

页面 置顶
画笔颜色 粗细 2px