题目内容

【题目】已知函数f(x)=(x2﹣x﹣1)ex
(1)求函数f(x)的单调区间.
(2)若方程a( +1)+ex=ex在(0,1)内有解,求实数a的取值范围.

【答案】
(1)解:f′(x)=(x2+x﹣2)ex=(x﹣1)(x+2)ex

令f′(x)>0,解得:x>1或x<﹣2,

令f′(x)<0,解得:﹣2<x<1,

故f(x)在(﹣∞,﹣2)递增,在(﹣2,1)递减,在(1,+∞)递增


(2)解:方程a( +1)+ex=ex可化为ex﹣ax2+(a﹣e)x=0,

令g(x)=ex﹣ax2+(a﹣e)x,则g(x)在(0,1)内有零点,易知g(0)=1,g(1)=0,

g′(x)=ex﹣2ax+a﹣e,设g′(x)=h(x),则h′(x)=ex﹣2a,

①a<0时,h′(x)>0,即h(x)在区间(0,1)递增,h(0)=1+a﹣e<0,

h(1)=﹣a>0,即h(x)在区间(0,1)只有1个零点x1

故g(x)在(0,x1)递减,在(x1,1)递增,

而g(0)=1>0,g(1)=0,得g(x1)<g(1)=0,故g(x)在(0,x1)内存在唯一零点;

②当0≤a≤ 时,h′(x)>0,即h(x)在区间(0,1)递增,

h(x)<h(1)=﹣a≤0,得g(x)在(0,1)递减,得g(x)在(0,1)无零点;

③当 <a< 时,令h′(x)=0,得x=ln(2a)∈(0,1),

∴h(x)在区间(0,ln(2a))上递减,在(ln(2a),1)递增,

h(x)在区间(0,1)上存在最小值h(ln(2a)),

故h(ln(2a))<h(1)=﹣a<0,h(0)=1+a﹣e<a﹣ <0,

<a< 时,x∈(0,1),都有g′(x)<0,g(x)在(0,1)递减,

又g(0)=1,g(1)=0,故g(x)在(0,1)内无零点;

④a≥ 时,h′(x)<0,h(x)在区间(0,1)递减,h(1)=﹣a<0,h(0)=1+a﹣e,

若h(0)=1+a﹣e>0,得a>e﹣1>

则h(x)在区间(0,1)只有1个零点x2

故g(x)在(0,x2)递增,在(x2,1)递减,

而g(0)=1,g(1)=0,得g(x)在(0,1)无零点,

<a时,则h(0)=1+a﹣e<0,得g(x)在(0,1)递减,得g(x)在(0,1)内无零点,

综上,a<0时,方程a( +1)+ex=ex在(0,1)内有解


【解析】(1)求出函数的导数,解关于导函数的不等式,求出函数的单调区间即可;(2)问题可化为ex﹣ax2+(a﹣e)x=0,令g(x)=ex﹣ax2+(a﹣e)x,则g(x)在(0,1)内有零点,通过讨论a的范围,求出函数的单调区间,从而确定a的范围即可.

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