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已知函数 f(x)=exax2x, f(x)f(x) 的导数.

  1. 讨论 f(x) 的单调性;
  2. x=0f(x) 的极大值点,求 a 的取值范围;
  3. θ(0,π2), 证明: esinθ1+ecosθ1+ln(sinθcosθ)<1.
解答

  1. f(x)=ex2ax1,f(x)=ex2a. 因此当 a0, f(x)(,+) 上单增; 当 a>0, f(x)(,ln2a) 上减,在 (ln2a,+) 上增.
  2. 首先,总是有 f(0)=0. 其次 x=0f(x) 的极大值点意味着 f(0)=12a<0a>12.
  3. 证明 首先证明引理: g(x)=ex1+lnxx2<0,x(0,1). 注意到 g(x)=ex1+1x2x>x+12x>0,g(x)<g(1)=0,x(0,1), 引理得证. 从而,左边=g(sinθ)+sin2θ+g(cosθ)+cos2θ<sin2θ+cos2θ=1.