已知函数f(x)=,g(x)=cln(-x)+b,且x=-是函数y=f(x)极值点.
(Ⅰ)求实数a值;
(Ⅱ)若方程f(x)-m=0有两个不相等的实数根,求实数m的取值范围;
(Ⅲ)若直线l是函数y=f(x)的图象在点(-2,f(-2))处的切线,且直线l与函数y=g(x)的图象相切于点P(x0,y0),x0∈[-e,-],求实数b的取值范围.
网友回答
解:(Ⅰ)当x<0时,f(x)=(x2+2ax)e-x,∴f′(x)=[-x2+(2-2a)x+2a]e-x
∵x=-是函数y=f(x)极值点,∴,∴,∴a=1;
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当x<0时,f(x)=(x2+2x)e-x,f′(x)=(-x2+2)e-x
①当x<-时,f′(x)<0,f(x)单调递减,f(x)∈(,+∞);
②当时,f′(x)>0,f(x)单调递增,f(x)∈(,0)
综上,当x<0时,f(x)∈(,+∞);
要使方程f(x)-m=0有两个不相等的实数根,即函数y=f(x)的图象与直线y=m有两个不同的交点
∴当b<0时,m=0或m=;当b=0时,m∈(,0);当b>0时,m∈(,+∞);
(Ⅲ)当x<0时,f(x)=(x2+2x)e-x,f′(x)=(-x2+2)e-x
∵f(-2)=0,f′(-2)=-2e2
∴函数y=f(x)的图象在点(-2,f(-2))处的切线方程为y=-2e2(x+2),即y=-2e2x-4e2
∵直线l与函数y=g(x)的图象相切于点P(x0,y0),x0∈[-e,-],
∴y0=cln(-x0)+b,又,∴切线l的斜率为
∴切线l的方程为,即
∴
∴=-2e2[x0-x0ln(-x0)+2]
令h(x0)=x0-x0ln(-x0)+2,x0∈[-e,-],则h′(x0)=-ln(-x0)
令h′(x0)=0,则x0=-1
∴当-e≤x0<-1时,h′(x0)<0,h(x0)单调递减;当-1<x0≤-时,h′(x0)>0,h(x0)单调递增
∵h(-1)=1,h(-e)=2,h(-)=2
∴1≤h(x0)≤2
∴-4e2≤b≤-2e2
∴实数b的取值范围是[-4e2,-2e2].
解析分析:(Ⅰ)当x<0时,求导函数,利用x=-是函数y=f(x)极值点,建立方程,即可求得a的值;(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当x<0时,求导函数,进而可得当x<0时,f(x)∈(,+∞),要使方程f(x)-m=0有两个不相等的实数根,即函数y=f(x)的图象与直线y=m有两个不同的交点,由此可求实数m的取值范围;(Ⅲ)先确定函数y=f(x)的图象在点(-2,f(-2))处的切线方程,再利用直线l与函数y=g(x)的图象相切于点P(x0,y0),x0∈[-e,-],可得切线l的方程,由此可得=-2e2[x0-x0ln(-x0)+2],构造新函数h(x0)=x0-x0ln(-x0)+2,x0∈[-e,-],确定函数的单调性,求出函数的值域,即可求实数b的取值范围.
点评:本题考查导数知识的运用,考查函数的极值,考查函数与方程思想,考查导数的几何意义,综合性强.