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.
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
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 )
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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