設(shè)f(x)=(x2+ax+a)e-x,x∈R.
(Ⅰ)確定a的值,使f(x)的極小值為0;
( II)證明:當(dāng)且僅當(dāng)a=3時(shí),f(x)的極大值為3.
【答案】分析:對(duì)函數(shù)求導(dǎo),整理可得f′(x)=e-x[x2+(a-2)x]
(Ⅰ)令f′(x)=0可得x1=0,x2=2-a,分別討論2-a 與0的大小,從而判斷函數(shù)的單調(diào)性,進(jìn)一步求出函數(shù)的極小值,從而求a的值
( II)結(jié)合(Ⅰ)中函數(shù)單調(diào)性的兩種情況的討論,利用反證法分別假設(shè)a>2,a<2兩種情況證明,產(chǎn)生矛盾.
解答:解:(Ⅰ)由于f(x)=(x2+ax+a)e-x,所以f'(x)=(2x+a)e-x-(x2+ax+a)e-x=-e-x[x2+(a-2)x].…(2分)
令f'(x)=0解得x=0或x=2-a,
當(dāng)a=2時(shí),f'(x)≤0恒成立,此時(shí)f(x)無極值.
所以2-a≠0.
①當(dāng)2-a>0,即a<2時(shí),f'(x)和f(x)2的變化情況如下表1:
x(-∞,0)(0,2-a)2-a(2-a,+∞)
f'(x)-+-
f(x)極小值極大值
此時(shí)應(yīng)有f(0)=0,所以a=0<2;
②當(dāng)2-a<0,即a>2時(shí),f'(x)和f(x)的變化情況如下表2:
x(-∞,2-a)2-a(2-a,0)(0,+∞)
f'(x)-+-
f(x)極小值極大值
此時(shí)應(yīng)有f(2-a)=0,即[(2-a)2+a(2-a)+a]ea-2=0,
而ea-2≠0,所以應(yīng)有(2-a)2+a(2-a)+a=0⇒a=4>2.
綜上可知,當(dāng)a=0或4時(shí),f(x)的極小值為0.…(6分)
( II)若a<2,則由表1可知,應(yīng)有f(2-a)=3,也就是[(2-a)2+a(2-a)+a]ea-2=3,即(4-a)ea-2=3.
設(shè)g(a)=(4-a)ea-2,則g'(a)=-ea-2+(4-a)ea-2=ea-2(3-a).
由于a<2得 g'(a)>0,從而有g(shù)(a)<g(2)=2<3.
所以方程  (4-a)ea-2=3無解.…(8分)
若a>2,則由表2可知,應(yīng)有f(0)=3,即a=3.…(10分)
綜上可知,當(dāng)且僅當(dāng)a=3時(shí),f(x)的極大值為3.…(12分)
點(diǎn)評(píng):本題的考點(diǎn)是利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值,考查用導(dǎo)數(shù)的方法研究函數(shù)的單調(diào)性、極值.解題中滲透了分類討論、數(shù)形結(jié)合、方程與函數(shù)的思想及轉(zhuǎn)化的思想.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

設(shè)f(x)=
1+x2
1-x2
,則f(2)+f(3)+…+f(2011)+f(
1
2
)+f(
1
3
)+…+f(
1
2011
)=
 

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

下列敘述
①對(duì)于函數(shù)f(x)=-x2+1,當(dāng)x1≠x2時(shí),都有
f(x1)+f(x2)
2
<f(
x1+x2
2
);
②設(shè)f(x)=
1+x2
1-x2
則f(2)+f(3)+…+f(2012)+f(
1
2
)+f(
1
3
)+…+f(
1
2012
)=0;
③定義域是R的函數(shù)y=f(x)在[a,b)上遞增,且在[b,c]上也遞增,則f(x)在[a,c]上遞增;
④設(shè)滿足3x=5y的點(diǎn)P為(x,y),則點(diǎn)P(x,y)滿足xy≥0.
其中正確的所有番號(hào)是:
①②④
①②④

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

設(shè)f(x)是(x2+
1
2x
6展開式的中間項(xiàng),若f(x)≤mx在區(qū)間[
2
2
,
2
]上恒成立,則實(shí)數(shù)m的取值范圍是
[5,+∞)
[5,+∞)

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

對(duì)于每個(gè)實(shí)數(shù)x,設(shè)f(x)取y=x2-3x+2,y=x-1,y=5-x三個(gè)函數(shù)中的最小值,則f(x)的最大值是( 。

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

設(shè)f(x)=
2x-2-x
2
,g(x)=
2x+2-x
2
,下列四個(gè)結(jié)論
(1)f(2x)=2f(x)•g(x);                       (2)g(2x)=2f(x)•g(x);
(3)f(2x)=[f(x)]2+[g(x)]2;                    (4)g(2x)=[f(x)]2+[g(x)]2
中恒成立的個(gè)數(shù)有( 。

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