已知函数 $f(x)=a\mathrm{e}^x+\dfrac{a+1}{x}-2(a+1)$,$a>0$.
【难度】
【出处】
无
【标注】
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当 $a=1$ 时,求 $f(x)$ 在点 $(1,f(1))$ 处的切线方程;标注答案$(\mathrm{e}-2)x-y=0$解析由题 $f'(x)=\mathrm{e}^x-\dfrac{2}{x^2}$,故$$f(1)=\mathrm{e}-2,f'(1)=\mathrm{e}-2,$$因此 $f(x)$ 在 $(1,f(1))$ 处的切线方程为 $(\mathrm{e}-2)x-y=0$.
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若对任意 $x\in(0,+\infty)$,恒有 $f(x)\geqslant0$ 成立,求实数 $a$ 的取值范围.标注答案$\left[\dfrac{1}{\mathrm{e}-1},+\infty\right)$解析题中不等式 $f(x)\geqslant0$ 可变形为$$(a+1)\cdot\left(\mathrm{e}^x+\dfrac1x-2\right)\geqslant\mathrm{e}^x,$$我们熟知当 $x>0$ 时,$\mathrm{e}^x> x+1$,故 $\mathrm{e}^x+\dfrac1x-2>0$,结合 $a>0$,有$$1+\mathrm{e}^{-x}\cdot\left(\dfrac1x-2\right)\geqslant\dfrac{1}{a+1},$$令左侧式子为 $g(x)$,求导得$$g'(x)=\dfrac{(2x+1)(x-1)}{x^2\cdot\mathrm{e}^x},$$因此,函数 $g(x)$ 在 $(0,1)$ 单调递减,在 $(1,+\infty)$ 单调递增,且$$g(1)=\dfrac{\mathrm{e}-1}{\mathrm{e}},$$因此,实数 $a$ 的取值范围是 $\left[\dfrac{1}{\mathrm{e}-1},+\infty\right)$.
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