题目内容

【题目】已知函数f(x)=(x﹣2)ex+a(x+2)2(x>0).
(1)若f(x)是(0,+∞)的单调递增函数,求实数a的取值范围;
(2)当 时,求证:函数f(x)有最小值,并求函数f(x)最小值的取值范围.

【答案】
(1)解:f'(x)=ex+(x﹣2)ex+2ax+4a,

∵函数f(x)在区间(0,+∞)上单调递增,∴f'(x)≥0在(0,+∞)上恒成立.

∴ex+(x﹣2)ex+2ax+4a≥0,∴

,∴


(2)解:[f'(x)]′=xex+2a>0,

∴y=f'(x)在(0,+∞)上单调递增又f'(0)=4a﹣1<0,f'(1)=6a>0,

∴存在t∈(0,1)使f'(t)=0

∴x∈(0,t)时,f'(x)<0,x∈(t,+∞)时,f'(x)>0,

当x=t时, 且有f'(t)=et(t﹣1)+2a(t+2)=0,

由(1)知 在t∈(0,+∞)上单调递减, ,且

∴t∈(0,1).

∴f(1)<f(t)<f(0),﹣e<f(t)<﹣1,

∴f(x)的最小值的取值范围是(﹣e,﹣1)


【解析】(1)求出函数的导数f'(x)=ex+(x﹣2)ex+2ax+4a,通过f'(x)≥0在(0,+∞)上恒成立.得到 ,构造函数,利用导函数的单调性以及最值求解即可.(2)通过[f'(x)]′=xex+2a>0,数码y=f'(x)在(0,+∞)上单调递增,利用零点判定定理说明存在t∈(0,1)使f'(t)=0,判断x=t, ,推出 .即 在t∈(0,+∞)上单调递减,通过求解函数的最值,求解f(x)的最小值的取值范围.
【考点精析】解答此题的关键在于理解利用导数研究函数的单调性的相关知识,掌握一般的,函数的单调性与其导数的正负有如下关系: 在某个区间内,(1)如果,那么函数在这个区间单调递增;(2)如果,那么函数在这个区间单调递减.

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