已知函数 $f(x)={\rm e}^x-\dfrac ax$,$a$ 为实常数.
【难度】
【出处】
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    微积分初步
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    利用导数研究函数的性质
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    利用导数研究函数的单调性
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    利用导数研究函数的极值
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    微积分初步
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    导数问题中的技巧
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    设隐零点为参数
  1. 当 $a>0$ 时,求函数 $f(x)$ 的单调区间;
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      利用导数研究函数的单调性
    答案
    函数 $f(x)$ 的单调递增区间是 $(-\infty,0)$ 和 $(0,+\infty)$;函数 $f(x)$ 没有单调递减区间
    解析
    根据题意,有 $f(x)$ 的导函数\[f'(x)=\dfrac{{\rm e}^x\cdot x^2+a}{x^2}.\]当 $a>0$ 时,有 $f'(x)>0$,因此函数 $f(x)$ 的单调递增区间是 $(-\infty,0)$ 和 $(0,+\infty)$;函数 $f(x)$ 没有单调递减区间.
  2. 若 $f(x)$ 在 $(0,+\infty)$ 上存在极值点,且极值大于 $\ln 4+2$,求 实数 $a$ 的取值范围.
    标注
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      设隐零点为参数
    答案
    $\left(-\infty,-2\ln^22\right)$
    解析
    考虑函数 $\varphi(x)={\rm e}^x\cdot x^2+a$,则其导函数\[\varphi'(x)={\rm e}^x\cdot x(x+2),\]于是函数 $\varphi(x)$ 在 $(0,+\infty)$ 上单调递增,进而可得当 $a<0$ 时,函数 $f(x)$ 在 $(0,+\infty)$ 上存在极小值点,记该极小值点为 $x=m$,则\[{\rm e}^m\cdot m^2+a=0,\]且\[f(m)={\rm e}^m-\dfrac am>\ln 4+2,\]也即\[{\rm e}^m+{\rm e}^m\cdot m>\ln 4+2,\]注意到上述不等式左侧关于 $m$ 单调递增,且当 $m=\ln 2$ 时两边相等,因此可解得\[m>\ln 2.\]进而结合\[a=-{\rm e}^m\cdot m^2,\]由函数 $\varphi(x)$ 单调递增可得实数 $a$ 的取值范围是 $\left(-\infty,-2\ln^22\right)$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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