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eˣ大于等于3ax+b

eˣ ≥ 3ax+2b 恒成立

题目:已知不等式 $e^{x-\frac{1}{a}}\ge 3ax+2b$ 对任意的实数 $x$ 恒成立,则 $\dfrac{b}{a}$ 的最大值为 。

简析:原式可化为 $e^{x-\frac{1}{a}}-3ax-2b\ge 0$ 恒成立。

设 $f(x)=e^{x-\frac{1}{a}}-3ax-2b$,则 $f'(x)=e^{x-\frac{1}{a}}-3a$。

$a\le 0$ 时,$f'(x)>0$,$f(x)$ 单增;

$\because\ x\to-\infty$ 时,$f(x)\to-\infty$,不合题意。

$a>0$ 时,$x>\ln 3a+\dfrac{1}{a}$ 时 $f'(x)>0$,$0<x<\ln 3a+\dfrac{1}{a}$ 时 $f'(x)<0$,

$\therefore\ f(x)_{\min}=f\!\left(\ln 3a+\dfrac{1}{a}\right)=3a-3a\left(\ln 3a+\dfrac{1}{a}\right)-2b\ge 0$

$\therefore\ 2b\le 3a-3a\ln 3a-3$

$\therefore\ \dfrac{2b}{a}\le 3-3\ln 3-3\ln a-\dfrac{3}{a}$

设 $g(a)=-3\ln a-\dfrac{3}{a}+3-3\ln 3$,则 $g'(a)=\dfrac{3(1-a)}{a^2}$

$\therefore\ 0<a<1$ 时 $g(a)$ 单增,$a>1$ 时 $g(a)$ 单减

$\therefore\ g(a)_{\max}=g(1)=-3\ln 3$

$\therefore\ \dfrac{b}{a}\le-\dfrac{3\ln 3}{2}$

故 $\dfrac{b}{a}$ 的最大值为 $\boxed{-\dfrac{3\ln 3}{2}}$。

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