已知函数 f(x)=ex−ax−a3f(x)=e^{x}-ax-a^{3}f(x)=ex−ax−a3。
(2)若 f(x)f(x)f(x) 有极小值,且极小值小于 000,求 aaa 的取值范围。
第一步:求得有极小值的条件和极小值
f′(x)=ex−af'(x)=e^x-af′(x)=ex−a
若a≤0a \le 0a≤0,则f′(x)>0f'(x) \gt 0f′(x)>0对任意x∈Rx \in \mathbf{\mathbf{R}}x∈R恒成立,
可知f(x)f(x)f(x)在R\mathbf{\mathbf{R}}R上单调递增,无极值,不合题意;
若a>0a>0a>0,令f′(x)=0f'(x)=0f′(x)=0,解得x=lnax=lnax=lna;
当 x<lnax \lt lnax<lna,ex<a ⟹ f′(x)<0e^x \lt a \implies f'(x) \lt 0ex<a⟹f′(x)<0
当 x>lnax \gt lnax>lna,ex>a ⟹ f′(x)>0e^x \gt a \implies f'(x) \gt 0ex>a⟹f′(x)>0
∴x=lna时,取得极小值a−lna−a3\large \colorbox{yellow}{\(\therefore x=lna时,取得极小值a-lna-a^3\)}∴x=lna时,取得极小值a−lna−a3
已求得:
第二步:求得满足条件的 aaa
由最小值小于 000:=a(1−lna−a2)<0=a(1-\ln a-a^2)<0=a(1−lna−a2)<0,即a2+lna−1>0a^2+\ln a-1>0a2+lna−1>0,
构建g(a)=a2+lna−1g(a)=a^2+\ln a-1g(a)=a2+lna−1,g(1)=0g(1)=0g(1)=0,
g′(a)=2a+1a>0g'(a)=2a+\dfrac{1}{a}>0g′(a)=2a+a1>0,
可知g(a)g(a)g(a)在(0,+∞)(0,+\infty)(0,+∞)内单调递增,
所以aaa的取值范围为(1,+∞)\large \colorbox{yellow}{\((1,+\infty)\)}(1,+∞);