题目:若函数 \( f(x) = e^{x} - x^2 \) 在区间 \([0, +\infty)\) 上单调递增,则 \( f(x) \) 的最小值为多少?
解答:首先,我们需要确定函数 \( f(x) \) 的导数 \( f'(x) \)。
\[ f'(x) = \frac{d}{dx}(e^{x} - x^2) = e^{x} - 2x \]
为了找出函数的极值点,我们需要解方程 \( f'(x) = 0 \)。
\[ e^{x} - 2x = 0 \]
由于这个方程没有解析解,我们可以通过观察 \( f'(x) \) 的符号变化来判断 \( f(x) \) 的单调性。注意到 \( e^{x} \) 总是正的,所以当 \( x < \ln(2) \) 时,\( f'(x) < 0 \),函数单调递减;当 \( x > \ln(2) \) 时,\( f'(x) > 0 \),函数单调递增。
由于 \( f(x) \) 在区间 \([0, +\infty)\) 上单调递增,我们可以推断 \( f(x) \) 在 \( x = \ln(2) \) 处取得最小值。计算 \( f(\ln(2)) \):
\[ f(\ln(2)) = e^{\ln(2)} - (\ln(2))^2 = 2 - (\ln(2))^2 \]
所以,函数 \( f(x) \) 的最小值为 \( 2 - (\ln(2))^2 \)。
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