每日一题[2889]数值估计

已知 $\mathrm{e}^{x}+(\ln x-a) \sin x\geqslant 0$ 恒成立,则正整数 $a$ 的最大值为_______.

答案    $2$.

解析    取 $x=\dfrac 12$,则\[LHS=\sqrt{\rm e}+(-\ln 2-a)\sin\dfrac 12\geqslant 0,\]从而\[a\leqslant \dfrac{\sqrt{\rm e}}{\sin\dfrac 12}-\ln 2<\dfrac{1.7}{\frac{23}{48}}-\left(2-\sqrt 2\right)<3,\]而当 $a=2$ 时,有\[LHS={\rm e}^x+(\ln x-2)\sin x,\]当 $x\geqslant {\rm e}^2$,有\[{\rm e}^x+(\ln x-2)\sin x\geqslant {\rm e}^x+(\ln x-2)\cdot (-1)={\rm e}^x-\ln x+2\geqslant (x+1)-(x-1)+2= 4,\]符合题意. 当 $0<x<{\rm e}^2$,有\[{\rm e}^x+(\ln x-2)\sin x\geqslant {\rm e}^x+(\ln x-2)\cdot x={\rm e}^x+x\ln x-2x\geqslant (x+1)+x\left(1-\dfrac 1x\right)-2x=0,\]符合题意. 综上所述,正整数 $a$ 的最大值为 $2$.

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