已知函數(shù)f(x)=ex(x2+ax-a),其中a是常數(shù).
(Ⅰ)當(dāng)a=1時(shí),求曲線y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線方程;
(Ⅱ)若存在實(shí)數(shù)k,使得關(guān)于x的方程f(x)=k在[0,+∞)上有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,求k的取值范圍.
分析:(Ⅰ)當(dāng)a=1時(shí),f(1)=e,f′(1)=4e,由點(diǎn)斜式可求得y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線方程;
(Ⅱ) 令f′(x)=ex[x2+(a+2)x)]=0,可解得x=-(a+2)或x=0,對(duì)-(a+2)與0的大小關(guān)系分類(lèi)討論,可求得關(guān)于x的方程f(x)=k在[0,+∞)上有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根的k的取值范圍.
解答:解:(Ⅰ)由f(x)=ex(x2+ax-a)可得,
f′(x)=ex[x2+(a+2)x)],.…(2分)
當(dāng)a=1時(shí),f(1)=e,f′(1)=4e.…(4分)
所以 曲線y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線方程為y-e=4e(x-1),
即y=4ex-3e.…(5分)
(Ⅱ) 令f′(x)=ex[x2+(a+2)x)]=0,
解得x=-(a+2)或x=0.…(6分)
當(dāng)-(a+2)≤0,即a≥-2時(shí),在區(qū)間[0,+∞)上,f′(x)≥0,所以f(x)是[0,+∞)上的增函數(shù).
所以方程f(x)=k在[0,+∞)上不可能有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根.…(8分)
當(dāng)-(a+2)>0,即a<-2時(shí),f′(x),f(x)隨x的變化情況如下表
x 0 (0,-(a+2)) -(a+2) (-(a+2),+∞)
f′(x) 0 - 0 +
f(x) -a
a+4
ea+2
由上表可知函數(shù)f(x)在[0,+∞)上的最小值為f(-(a+2))=
a+4
ea+2
.…(10分)
因?yàn)?nbsp;函數(shù)f(x)是(0,-(a+2))上的減函數(shù),是(-(a+2),+∞)上的增函數(shù),
且當(dāng)x≥-a時(shí),有f(x)≥e-a(-a)>-a.…(11分)
所以要使方程x的方程f(x)=k在[0,+∞)上有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,k的取值范圍必須是(
a+4
ea+2
,-a].…(13分)
點(diǎn)評(píng):本題考查利用導(dǎo)數(shù)研究曲線上某點(diǎn)切線方程,考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值,突出考查分類(lèi)討論思想與轉(zhuǎn)化思想的應(yīng)用,考查綜合分析與綜合運(yùn)算的能力,屬于難題.
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