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已知函数 f(x)=ex+(a−1)x−1, 其中 a∈R.

  1. 讨论函数 f(x) 的单调性;
  2. 当 a>1 时,证明: f(x)>xln⁡x−acos⁡x.
解答

  1. 解 f′(x)=ex+a−1. 当 a≥1, f(x) 在 R 上单增; 当 a<1, f(x) 在 (−∞,ln⁡(1−a)) 上单减,在 (ln⁡(1−a),+∞) 上单增.
  2. 证明 即证 ∀x∈R+,a>1: ex+a(x+cos⁡x)−x−1−xln⁡x>0.记左侧函数为 g(x),则 g′(x)=ex+a(1−sin⁡x)−ln⁡x−2≥(x+1)+0−(x−1)−2=0,故当 x≥1 时 g(x)≥g(1)=e−2+a(1+cos⁡1)>0. 而 0<x<1 时 g(x)>ex+0−x−1>0, 故综上结论得证.

本题事实上可以把条件加强到 a>0.