已知函数f(x)=ax2-(a+1)x+1,g(x)=ex,其中a∈R,集合A={x||x-t|<}.
(1)当a=-2时,记集合B={x|f(x)>0},若A?B,求实数t的取值范围;
(2)若F(x)=[f(x)+a-1]?g(x),当a≠0时,求函数F(x)的单调区间与极值.
网友回答
解:(1)当a=-2时,f(x)=-2x2+x+1,B={x|-2x2+x+1>0}={x|-<x<1},
A={x||x-t|<}={x|t-<x<+t},
因为A?B,所以,解得0≤t≤,
所以实数t的取值范围是[0,].
(2)F(x)=[ax2-(a+1)x+a]ex,
F′(x)=[ax2+(a-1)x-1]ex=a(x-)(x+1)ex,
令F′(x)=0,解得x=,或x=-1.
以下分四种情况讨论:
(ⅰ)当a>0时,则-1<.当x变化时,F′(x),F(x)的变化情况如下表:
x(-∞,-1)-1(-1,)(,+∞)F′(x)+0-0+F(x)↗极大值↘极小值↗所以函数F(x)在(-∞,-1),(,+∞)内是增函数,在(-1,)内是减函数.
函数F(x)在x=-1处取得极大值F(-1),且F(-1)=(3a+1)e-1;函数F(x)在x=处取得极小值F(),且F()=(a-1)e</sup>f(1,a)<sup>.
(ⅱ)当-1<a<0时,则<-1,当x变化时,F′(x),F(x)的变化情况如下表:
x(-∞,)(,-1)-1(-1,+∞)F′(x)-0+0-F(x)↘极小值↗极大值↘所以函数F(x)在(-∞,),(-1,+∞)内是减函数,在(,-1)内是增函数.
函数F(x)在x=-1处取得极大值F(-1),且F(-1)=(3a+1)e-1;函数F(x)在x=处取得极小值F(),且F()=(a-1)e</sup>f(1,a)<sup>.
(ⅲ)当a=-1时,F′(x)<0,所以函数F(x)在R上是减函数,无极值.
所以函数F(x)在(-∞,-1),(,+∞)内是减函数,在(-1,)内是增函数.
函数F(x)在x=-1处取得极小值F(-1),且F(-1)=(3a+1)e-1;函数F(x)在x=处取得极大值F(),且F()=(a-1)e.
解析分析:(1)当a=-2时,f(x)=-2x2+x+1,先化简集合B和A,因为A?B,得出关于t的不等关系:,解得实数t的取值范围即可;(2)先求导数fˊ(x),求出f′(x)=0的值,再讨论满足f′(x)=0的点附近的导数的符号的变化情况,从而的函数f(x)的单调区间以及函数的极值,fˊ(x)>0的区间是增区间,fˊ(x)<0的区间是减区间.
点评:本题主要考查了集合的包含关系判断及应用、函数的极值,以及利用导数研究函数的单调性等基础知识,考查综合利用数学知识分析问题、解决问题的能力.