例1 已知函数f(x)=ex-3x+3a(e为自然对数的底数,a∈R).
(1)求f(x)的单调区间与极值;
(2)求证:当a>ln ,且x>0时,>x+-3a.
(1)解 由f(x)=ex-3x+3a,x∈R,
知f′(x)=ex-3,x∈R.
令f′(x)=0,得x=ln 3,
于是当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
x
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(-∞,ln 3)
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ln 3
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(ln 3,+∞)
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f′(x)
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-
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0
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+
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f(x)
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极小值
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|
故f(x)的单调递减区间是(-∞,ln 3),单调递增区间是(ln 3,+∞),
f(x)在x=ln 3处取得极小值,极小值为f(ln 3)=eln 3-3ln 3+3a=3(1-ln 3+a),无极大值.
(2)证明 待证不等式等价于ex>x2-3ax+1,
设g(x)=ex-x2+3ax-1,x>0,
于是g′(x)=ex-3x+3a,x>0.
由(1)及a>ln =ln 3-1知
g′(x)的最小值为g′(ln 3)=3(1-ln 3+a)>0.
于是对任意x>0,都有g′(x)>0,
所以g(x)在(0,+∞)内单调递增.