题目内容

【题目】已知函数f(x)=(x﹣3)ex+ax,a∈R. (Ⅰ)当a=1时,求曲线f(x)在点(2,f(2))处的切线方程;
(Ⅱ)当a∈[0,e)时,设函数f(x)在(1,+∞)上的最小值为g(a),求函数g(a)的值域.

【答案】解:由题意得f'(x)=(x﹣2)ex+a,

(Ⅰ)当a=1时,f'(x)=(x﹣2)ex+1,所以f'(2)=1,

又因为f(2)=﹣e2+2,

则所求的切线方程为y﹣(﹣e2+2)=x﹣2,即x﹣y﹣e2=0.

(Ⅱ)设h(x)=f'(x),则h'(x)=(x﹣1)ex>0对于x>1成立,

所以h(x)在(1,+∞)上是增函数,又因为a∈[0,e),

则h(1)=﹣e+a<0,h(2)=a≥0,

所以h(x)在(1,+∞)上有唯一零点x=m(m∈(1,2]).

则函数f(x)在(1,m)上单调递减,在(m,+∞)上单调递增,

因此当a∈[0,e)时,函数f(x)在(1,+∞)上的最小值为f(m).

因为(m﹣2)em+a=0,则﹣a=(m﹣2)em,当a∈[0,e)时,有m∈(1,2].

所以函数f(x)有最小值f(m)=(m﹣3)em﹣(m﹣2)mem=(﹣m2+3m﹣3)em,(10分)

令φ(m)=(﹣m2+3m﹣3)em(m∈(1,2]),

则φ'(m)=(﹣m2+m)em<0在(1,2]上恒成立,所以φ(m)在(1,2]上单调递减,

因为φ(2)=﹣e2,φ(1)=﹣e,所以φ(m)的值域为[﹣e2,﹣e),

所以g(a)的值域为[﹣e2,﹣e)


【解析】(Ⅰ)求出函数的导数,计算f(2),f′(2),求出切线方程即可;(Ⅱ)设h(x)=f'(x),得到h(x)在(1,+∞)上有唯一零点x=m(m∈(1,2]),根据函数的单调性求出g(a),从而求出g(a)的值域即可.
【考点精析】通过灵活运用函数的最大(小)值与导数,掌握求函数上的最大值与最小值的步骤:(1)求函数内的极值;(2)将函数的各极值与端点处的函数值比较,其中最大的是一个最大值,最小的是最小值即可以解答此题.

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