设函数 $f\left(x\right) = {{\mathrm {e}}^x} - 1 - x - a{x^2}$.
【难度】
【出处】
2010年高考新课标全国卷(理)
【标注】
  1. 若 $a = 0$,求 $f\left(x\right)$ 的单调区间;
    标注
    答案
    解析
    $a = 0$ 时,\[f\left(x\right) = {{\mathrm {e}}^x} - 1 - x , f'\left(x\right) = {{\mathrm {e}}^x} - 1 .\]当 $x \in \left( - \infty ,0\right)$ 时,$f'\left(x\right) < 0$;当 $x \in \left(0, + \infty \right)$ 时,$f'\left(x\right) > 0$.
    故 $f\left(x\right)$ 在 $\left( - \infty ,0\right)$ 单调递减,在 $\left(0, + \infty \right)$ 单调递增.
  2. 若当 $x \geqslant 0$ 时 $f\left(x\right) \geqslant 0$,求 $a$ 的取值范围.
    标注
    答案
    解析
    对 $f(x)$ 求导得 $f'\left(x\right) = {{\mathrm {e}}^x} - 1 - 2ax,x\geqslant 0$.
    由(1)知 ${{\mathrm {e}}^x} \geqslant 1 + x$,当且仅当 $x = 0$ 时等号成立.故\[f'\left(x\right) \geqslant x - 2ax = \left(1 - 2a\right)x ,\]从而当 $1 - 2a \geqslant 0$,即 $a \leqslant \dfrac{1}{2}$ 时,\[ f'\left(x\right) \geqslant 0 ,\]而 $f\left(0\right) = 0$,于是当 $x \geqslant 0$ 时,$f\left(x\right) \geqslant 0$.
    由 $ {{\mathrm {e}}^x} > 1 + x\left(x \ne 0\right)$,可得\[{{\mathrm {e}}^{ - x}} > 1 - x\left(x \ne 0\right) .\]从而当 $a > \dfrac{1}{2}$ 时,\[ f'\left(x\right) < {{\mathrm {e}}^x} - 1 + 2a\left({{\mathrm {e}}^{ - x}} - 1\right) = {{\mathrm {e}}^{ - x}}\left({{\mathrm {e}}^x} - 1\right)\left({{\mathrm {e}}^x} - 2a\right) ,\]故当 $x \in \left(0,\ln 2a\right)$ 时,$f'\left(x\right) < 0$,而 $f\left(0\right) = 0$,
    于是当 $x \in \left(0,\ln 2a\right)$ 时,$f\left(x\right) < 0$.
    综合得 $a$ 的取值范围为 $\left( - \infty ,\dfrac{1}{2}\right]$.
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
0.112870s