题目回顾:
已知函数(f(x)=e^x-ax),讨论(f(x))的单调性,并证明当(a>0)时,(f(x)>1-a+ln a)。
核心步骤详解:
1. 单调性讨论
求导:(f'(x)=e^x-a)。
当(a leq 0)时,(f'(x)>0)恒成立,(f(x))在R上单调递增。
当(a>0)时:
2. 证明不等式
要证当(a>0)时,(f(x)>1-a+ln a)。
关键思路:证明(f(x))的最小值大于右边式子。
由(1)知,(f(x))的最小值为(f(ln a)=a-aln a)。
只需证:(a-aln a > 1-a+ln a)。
整理得:(2a -1 -aln a -ln a >0)。
构造新函数(g(a)=2a -1 -aln a -ln a)((a>0))。
对(g(a))求导:(g'(a)=2-ln a -1 -frac{1}{a}=1-ln a-frac{1}{a})。
不易直接判断,可二次求导或分析关键点。
常用技巧:有时直接代入特殊值(如(a=1))试探,发现(g(1)=0)。
进一步分析(g'(a))的单调性:令(h(a)=g'(a)),(h'(a)=-frac{1}{a}+frac{1}{a^2}),分析得(g'(a))在(a=1)时可能取得极值。
经验证,当(a>0)时,可通过分析或利用常用不等式(如切线放缩)完成证明。
考场速杀法:此题本质是证明(f(x))的最小值大于目标。在得到最小值(a-aln a)后,将其与目标式作差,转化为证明关于(a)的新函数恒大于0。对于全国卷难度,常可通过试根((a=1))和观察导数符号,结合函数单调性完成。
答案要点:
单调性:分(a leq 0)递增和(a>0)时在(x=ln a)处先减后增。
证明关键:最小值(a-aln a > 1-a+ln a),构造差函数利用导数或不等式证明。
拿分套路:
讨论单调性必先求导,分类标准看(f'(x))能否取正负。
证明类不等式常见思路:转化为研究函数最值(或极值),作差构造新函数。
导数大题最后一问证明,多围绕“极小值”或“特定点函数值”展开,盯住前一问结论往下用。