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已知函数f(x)=(ax2+x-1)ex,其中e是自然对数的底数,a∈R,(Ⅰ)若a≤-12,讨论f(x)的单调性;(

答案:2  悬赏:80  手机版
解决时间 2021-02-09 22:54
  • 提问者网友:且恨且铭记
  • 2021-02-09 03:55
已知函数f(x)=(ax2+x-1)ex,其中e是自然对数的底数,a∈R,
(Ⅰ)若a≤-
1
2 ,讨论f(x)的单调性;
(Ⅱ)若a=-1,对任意的x∈(-∞,0),都有f(x)>
1
3 x3+
1
2 x2+m,求实数m的取值范围.
最佳答案
  • 五星知识达人网友:野慌
  • 2021-02-09 04:52
(Ⅰ)f′(x)=(2ax-2)?ex+(x2-2x+1)?ex=(ax2+2ax+x)ex=[x(ax+2a+1)]ex,
令f′(x)=0,得x=0,或x=-
2a+1
a =-2-
1
a ,
①若a=-
1
2 ,f′(x)=-
1
2 x2ex≤0,函数f(x)在R上单调递减,
②若a<-
1
2 ,当x∈(-∞,-2-
1
a )和(0,+∞)时,f′(x)<0,函数f(x)单调递减,
当x∈(-2-
1
a ,0)时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;
综上所述,当a=-
1
2 ,函数f(x)在R上单调递减,
当a<-
1
2 ,函数f(x)在x∈(-∞,-2-
1
a )和(0,+∞)时,函数f(x)单调递减,在(-2-
1
a ,0)时,函数f(x)单调递增;
(Ⅱ)当a=-1时,
∴f′(x)=-x(x+1)ex,
∴函数f(x)在(-1,0)上单调递增,在(-∞,-1)上单调递减,
∴f(x)在x=-1处取得最小值,最小值为f(-1)=-
3
e ,
设g(x)=
1
3 x3+
1
2 x2+m,
则g′(x)=x2+x,
当x<-1时,g′(x)>0,当-1<x<0时,g′(x)<0,
∴g(x)在(-∞,-1)上单调递增,在(-1,0)上单调递增,
故g(x)在x=-1时取得最大值,最大值为g(-1)=
1
6 +m,
由题意可知?
3
e >
1
6 +m,
∴m<-
1
6 ?
3
e
故实数m的取值范围为(-∞,-
1
6 ?
3
e )
全部回答
  • 1楼网友:长青诗
  • 2021-02-09 05:06
(ⅰ)f′(x)=(ax2+x-1)ex+(2ax+1)ex=x(ax+2a+1)ex, ①若- 1 2 <a<0,当x<0或x>- 2a+1 a 时,f′(x)<0;当0<x<- 2a+1 a 时,f′(x)>0. ∴f(x)的单调递减区间为(-∞,0],[- 2a+1 a ,+∞);单调递增区间为[0,- 2a+1 a ]. ②若a=? 1 2 ,f′(x)=- 1 2 x2ex≤0, ∴f(x)的单调递减区间为r. ③若a<? 1 2 ,当x<- 2a+1 a 或x>0时,f′(x)<0;当- 2a+1 a <x<0时,f′(x)>0. ∴f(x)的单调递减区间为(-∞,- 2a+1 a ],[0,+∞);单调递增区间为[- 2a+1 a ,0]. (ⅱ)由(1)知,f(x)=(-x2+x-1)ex在(-∞,-1]]上单调递减,在[-1,0]单调递增,在[0,+∞)上单调递减, f(x)在x=-1处取得极小值f(-1)=- 3 e ,在x=0处取得极大值f(0)=-1. 由g(x)= 1 3 x3+ 1 2 x2+m,得g′(x)=x2+x. 当x<-1或x>0时,g′(x)>0;当-1<x<0时,g′(x)<0. ∴g(x)在(-∞,-1]]上单调递增,在[-1,0]单调递减,在[0,+∞)上单调递增, ∴g(x)在x=-1处取得极大值g(-1)= 1 6 +m,在x=0处取得极小值g(0)=m. ∵函数f(x)与函数g(x)的图象有3个不同的交点, ∴ f(?1)<g(?1) f(0)>g(0) ,解得,- 3 e - 1 6 <m<-1.
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