m−n ≤ (x−m)²+e^(x−n)−a 恒成立
来源:江苏省苏州市 2022-2023 学年高三下学期 2 月开学摸底考试数学试题第 16 题
题目:若对任意 $m$,$n\in\mathbf{R}$,关于 $x$ 的不等式 $m-n\le\left(x-m\right)^2+e^{x-n}-a$ 恒成立,则实数 $a$ 的最大值为 .
(原文档仅含题目,未附解答。以下为补充简解。)
简解:不等式即 $\left(x-m\right)^2+e^{x-n}\ge m-n+a$ 对任意 $m,n,x$ 成立。
令 $u=x-n$,$d=m-n$,则 $x-m=u-d$,条件化为
$(u-d)^2+e^u-d\ge a$ 对任意 $u,d\in\mathbf{R}$ 成立。
固定 $u$,对 $d$ 求最小:$(u-d)^2-d$ 在 $d=u+\dfrac{1}{2}$ 处取最小值 $\dfrac{1}{4}-\dfrac{1}{2}=-\dfrac{1}{4}$,
故只需 $e^u-u-\dfrac{1}{4}\ge a$ 对任意 $u$ 成立。
设 $\varphi(u)=e^u-u-\dfrac{1}{4}$,则 $\varphi'(u)=e^u-1$,在 $u=0$ 处取最小值 $\varphi(0)=\dfrac{3}{4}$。
$\therefore\ a\le\dfrac{3}{4}$,即实数 $a$ 的最大值为 $\boxed{\dfrac{3}{4}}$(当 $m=n+\dfrac{1}{2}$,$x=n$ 时取得)。