已知x=0是函数f(x)=(x2+bx)ex的一个极值点.
(1)求f(x);
(2)若不等式f(x)>ax3在[,2]内有解,求实数a的取值范围;
(3)函数y=f(x)在x=an(an>0,n∈N*)处的切线与x轴的交点为(an-an+1,0).若a1=1,bn=+2,问是否存在等差数列{cn},使得b1c1+b2c2+…+bncn=2n+1(2n-1)+n2+2n+2对n∈N*都成立?若存在求出{cn}的通项公式,若不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)∵f′(x)=[x2+(6+2)x+b]ex,
又x=0是函数f(x)=(x2+bx)ex的一个极值点,
∴f′(x)=0,得b=0,故f(x)=x2ex(2分)
(2)∵不等式f(x)>ax3在[,2]内有解,即x2ex>ax3在[,2]内有解,
∴a<在[,2]内有解,令g(x)=,x∈[,2],
则只要a<(g(x))max.(3分)
∵g′(x)=,
∴g(1)=e是该函数的最小值;
∵g()=,g(2)=,g(2)>g(),
∴a的取值范围为(-∞,)(5分)
(3)∵f(x)=x2ex,f′(x)=(x2+2x)ex
∴函数y=f(x)在x=an处的切线方程为
∵切线与x轴的交点为(an-an+1,0),
∴
化简得an=anan+1+2an+1.(7分)
∵a1=1,bn=,∴b1=3,=bn-2
∴bn+1-2=1+2bn,整理得bn+1=2bn-1,
即bn+1-1=2(bn-1),∴{bn-1}是公比为2,首项为2的等比数列,
∴bn-1=(b1-1)2n-1,即bn=2n+1.(9分)
假设存在等差数列{cn}对n∈N*都有b1c1+b2c2++bncn=2n+1(2n-1)+n2+2n+2①
当n≥2时有b1c1+b2c2++bn-1cn-1=2n(2n-3)+n2+1②
①-②得bncn=2n(2n+1)+2n+1,即(2n+1)cn=2n(2n+1)+2n+1,
∴当n≥时有,cn=2n+1,
当n=1时,b1c1=9,而b1=3,∴c1=3也适合cn=2n+1.
故{cn}是首项为1,公差为2的等差数列.
即存在等差数列{cn}对n∈N*都有
b1c1+b2c2+…+bncn=2n+1(2n-1)+n2+2n+2.(13分)
解析分析:(1)由f′(x)=[x2+(6+2)x+b]ex和的性质知极值点,f′(x)=0,得b=0,由此能求出f(x);(2)由x2ex>ax3在[,2]内有解,知a<在[,2]内有解,令g(x)=,x∈[,2],则只要a<(g(x))max.再由导数的性质能求出a的范围.(3)由题设知函数y=f(x)在x=an处的切线方程为,由切线与x轴的交点为(an-an+1,0),所以an=anan+1+2an+1.由此得bn+1=2bn-1,bn=2n+1,由此能够导出存在等差数列{cn}对n∈N*都有b1c1+b2c2+…+bncn=2n+1(2n-1)+n2+2n+2.
点评:本题考查数列的性质和应用,解题时要认真审题,注意公式的合理运用.