题目内容
【题目】已知f(x)=(ax2+ax+x+a)e﹣x(a≤0).
(1)讨论y=f(x)的单调性;
(2)当a=0时,若f(x1)=f(x2) (x1≠x2),求证x1+x2>2.
【答案】
(1)解:由已知得:x∈R,f′(x)= ,
若a=0,当x<1时,f′(x)>0,当x>1时,f′(x)<0,
∴f(x)在(﹣∞,1)递增,在(1,+∞)递减,
若﹣1<a<0时,﹣ >1,
∴f(x)在(﹣∞,1)与(﹣ ,+∞)递增,在(1,﹣ )递减,
若a=﹣1,f′(x)≤0,∴f(x)在R递减,
若a<﹣1,时,则﹣ <1,
∴f(x)在(﹣∞,﹣ )与(1,+∞)递增,在(﹣ ,1)递减,
综上:若a=0,f(x)在(﹣∞,1)递增,在(1,+∞)递减,
﹣1<a<0时,f(x)在(﹣∞,1)与(﹣ ,+∞)递增,在(1,﹣ )递减,
a=﹣1时,f′(x)≤0,∴f(x)在R递减,
a<﹣1时,f(x)在(﹣∞,﹣ )与(1,+∞)递增,在(﹣ ,1)递减
(2)证明: a=0时,f(x)=xe﹣x,∴f′(x)=(1﹣x)e﹣x,
∴f(x)在(﹣∞,1)递增,在(1,+∞)递减,
∵f(x1)=f(x2),(x1≠x2),
则不妨设x1<1<x2,∴2﹣x2<1,
要证x1+x2>2,只需证明 x1>2﹣x2,
由f(x)在(﹣∞,1)递增,
即证f(x2)>f(2﹣x2),即证 < ,
即证x2>(2﹣x2) ,
令g(t)=t﹣(2﹣t)e2t﹣2(t>1),
g′(t)=1+(2t﹣3)e2t﹣2,
g″(t)=(4t﹣4)e2t﹣2>0,
∴g′(t)在(1,+∞)递增,g′(t)>g′(1)=0,
∴g(t)在(1,+∞)递增,g(t)>g(1)=0,
∴g(t)在(1,+∞)上恒大于0,
即x2>(2﹣x2) ,
即x1+x2>2
【解析】(1)求出函数的导数,通过讨论a的范围,判断函数的单调性即可;(2)不妨设x1<1<x2 , 得到2﹣x2<1,问题转化为证x2>(2﹣x2) ,令g(t)=t﹣(2﹣t)e2t﹣2(t>1),根据函数的单调性证明即可.
【考点精析】本题主要考查了利用导数研究函数的单调性的相关知识点,需要掌握一般的,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才能正确解答此题.