解答题设函数f(x)=(x2+ax+b)ex(x∈R).(Ⅰ)若x=1是函数f(x)的

发布时间:2020-07-09 03:44:13

解答题设函数f(x)=(x2+ax+b)ex(x∈R).
(Ⅰ)若x=1是函数f(x)的一个极值点,试求出a关于b的关系式(用a表示b),并确定f(x)的单调区间;
(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,设a>0,函数g(x)=(a2+14)ex+4.若存在ξ1,ξ2∈[0,4]使得|f(ξ1)-g(ξ2)|<1成立,求a的取值范围.

网友回答

解:(Ⅰ)∵f'(x)=(2x+a)ex+(x2+ax+b)ex=[x2+(2+a)x+(a+b)]ex---(1分)
且x=1是函数f(x)的一个极值点∴f'(1)=0------(2分)
即e[1+(2+a)+(a+b)]=0,解得b=-3-2a---(3分)
则f′(x)=ex[x2+(2+a)x+(-3-a)]=ex(x-1)[x+(3+a)]
令f′(x)=0,得x1=1或x2=-3-a-------(4分)
∵x=1是极值点,∴-3-a≠1,即a≠-4
当-3-a>1即a<-4时,由f′(x)>0得x∈(-3-a,+∞)或x∈(-∞,1)
由f'(x)<0得x∈(1,-3-a)------(5分)
当-3-a<1即a>-4时,由f′(x)>0得x∈(1,+∞)或x∈(-∞,-3-a)
由f′(x)<0得x∈(-3-a,1)--------(6分)
综上可知:当a<-4时,函数f(x)的单调递增区间为(-∞,1)和(-3-a,+∞),单调递减区间为(1,-3-a);当a>-4时,函数f(x)单调递增区间为(-∞,-3-a)和(1,+∞),单调递减区间为(-3-a,1)-----(8分)
(Ⅱ)由(1)知,当a>0时,f(x)在区间(0,1)上的单调递减,在区间(1,4)上单调递增,
∴函数f(x)在区间[0,4]上的最小值为f(1)=-(a+2)e----(9分)
又∵f(0)=bex=-(2a+3)<0,f(4)=(2a+13)e4>0,
∴函数f(x)在区间[0,4]上的值域是[f(1),f(4)],即[-(a+2)e,(2a+13)e4]---(11分)
又g(x)=(a2+14)ex+4在区间[0,4]上是增函数,且它在区间[0,4]上的值域是[(a2+14)e4,(a2+14)e8]------(12分)
∵(a2+14)e4-(2a+13)e4=(a2-2a+1)e4=(a-1)2e4≥0,
∴存在ξ1,ξ2∈[0,4]使得|f(ξ1)-g(ξ2)|<1成立只须仅须(a2+14)e4-(2a+13)e4<1.----(14分)解析分析:(Ⅰ)据极值点处的导函数值为0得到a,b的关系;代入导函数中求出导函数的两根,讨论两根的大小;判断根左右两边导函数的符号,据导函数与单调性的关系求出单调区间.(Ⅱ)据函数的单调性求出两根函数的值域,求出函数值的最小距离,最小距离小于1求出a的范围点评:本题考查利用导函数研究函数的极值:极值点处的值为0;研究函数的单调性:导数大于0对应区间为单调递增区间,导数小于0对应区间为单调递减区间;将存在性问题转化成最值问题.
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