eˣ+1 ≥ 2(a²x+1/x)ln(ax) 恒成立
题目:∀x∈(0,+∞),不等式 $e^x+1\ge 2\left(a^2x+\dfrac{1}{x}\right)\ln(ax)$ 恒成立,则正实数 $a$ 的最大值是 。
简析:依题可知 $a>0$。
原式可化为 $xe^x+x\ge 2a^2x^2\ln ax+2\ln ax$
$\therefore\ e^x\ln e^x+\ln e^x\ge a^2x^2\ln a^2x^2+\ln a^2x^2$
设 $f(x)=(x+1)\ln x$,则 $f'(x)=\ln x+\dfrac{1}{x}+1$
设 $g(x)=\ln x+\dfrac{1}{x}+1$,则 $g'(x)=\dfrac{x-1}{x^2}$
$\therefore\ x>1$ 时 $g(x)$ 单增,$0<x<1$ 时 $g(x)$ 单减
$\therefore\ g(x)_{\min}=g(1)=2$
$\therefore\ f(x)$ 单增
$\therefore\ e^x\ge a^2x^2$
$\therefore\ a^2\le\dfrac{e^x}{x^2}$
设 $h(x)=\dfrac{e^x}{x^2}$,则 $h'(x)=\dfrac{e^x(x-2)}{x^3}$
$\therefore\ 0<x<2$ 时 $h(x)$ 单减,$x>2$ 时 $h(x)$ 单增
$\therefore\ h(x)_{\min}=h(2)=\dfrac{e^2}{4}$
$\therefore\ a^2\le\dfrac{e^2}{4}$,即 $0<a\le\dfrac{e}{2}$
故正实数 $a$ 的最大值为 $\boxed{\dfrac{e}{2}}$。