Question

已知，其中e是自然常數(shù)，a∈R．
（1）當a=1時，求f（x）的極值，證明恒成立；
（2）是否存在實數(shù)a，使f（x）的最小值為3？若存在，求出a的值；若不存在，請說明理由．

Answer 1

解：（1）∵f（x）=x-lnx，，
∴當0＜x＜1時，f′（x）＜0，此時f（x）單調(diào)遞減；
當1＜x＜e時，f′（x）＞0，此時f（x）單調(diào)遞增．
∴f（x）的極小值為f（1）=1，
即f（x）在（0，e]上的最小值為1，
令h（x）=g（x）+=，，
當0＜x＜e時，h′（x）＞0，h（x）在（0，e]上單調(diào)遞增，
∴=|f（x）|_min，
∴|f（x）|＞恒成立．
（2）假設(shè)存在實數(shù)a，使f（x）=ax-lnx（x∈（0，e]）有最小值3，
．
①當a≤0時，f（x）在（0，e]上單調(diào)遞減，
f（x）_min=f（e）=ae-1=3，a=（舍），
∴a≤0時，不存在a使f（x）的最小值為3．
②當0＜＜e時，f（x）在（0，）上單調(diào)遞減，在（]單調(diào)遞增，
∴f（x）_min=f（）=1+lna=3，a=e²，滿足條件．
③當時，不存在a使f（x）的最小值為3，
綜上，存在實數(shù)a=e²，使得當x∈（0，e]時，f（x）有最小值3．
分析：（1）由f（x）=x-lnx，，知當0＜x＜1時，f′（x）＜0，此時f（x）單調(diào)遞減；當1＜x＜e時，f′（x）＞0，此時f（x）單調(diào)遞增．故f（x）的極小值為f（1）=1，即f（x）在（0，e]上的最小值為1，由此能夠證明|f（x）|＞恒成立．
（2）假設(shè)存在實數(shù)a，使f（x）=ax-lnx（x∈（0，e]）有最小值3，．分類討論能推導(dǎo)出存在實數(shù)a=e²，使得當x∈（0，e]時，f（x）有最小值3．
點評：本題考查利用導(dǎo)數(shù)求閉區(qū)間上函數(shù)最值的應(yīng)用，具體涉及到不等式恒成立的證明和探索是否存在實數(shù)a，使f（x）的最小值為3．解題時要認真審題，注意合理地進行等價轉(zhuǎn)化，合理地運用分類討論思想進行解題．