2024年12月清华大学THUSSAT测试数学 #14
已知 f(x)=ex−ax,g(x)=lnx−ax,若对任意 x1∈(0,+∞),都存在 x2∈(0,+∞),使得 f(x1)g(x2)=x1x2,则实数 a 的取值范围为_____.
答案 (−∞,0].
解析 根据题意,有∀x1∈(0,+∞), ∃x2∈(0,+∞), f(x1)x1=x2g(x2),
也即{f(x1)x1∣x1∈(0,+∞)}⊆{x2g(x2)∣x2∈(0,+∞)}.
函数 h(x)=f(x)x 的导函数g′(x)=exx2⋅(x−1),
于是 h(x) 在 (0,+∞) 上的取值范围是 [e−a,+∞).函数 r(x)=g(x)x 的导函数r′(x)=1−lnxx2,
于是 r(x) 在 (0,+∞) 上的取值范围是 (−∞,1e−a]. 回到条件 (1),显然 e−a>0,1e−a>0,且(e−a)⋅(1e−a)⩾1,
解得 a⩽0,于是实数 a 的取值范围是 (−∞,0].