题目内容
【题目】已知函数f(x)=(x﹣2)ex+a(x﹣1)2 .
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)若f(x)有两个零点,求a的取值范围.
【答案】
(1)
解:由f(x)=(x﹣2)ex+a(x﹣1)2,
可得f′(x)=(x﹣1)ex+2a(x﹣1)=(x﹣1)(ex+2a),
当a≥0时,由f′(x)>0,可得x>1;由f′(x)<0,可得x<1,
即有f(x)在(﹣∞,1)递减;在(1,+∞)递增;
当a<0时,若a=﹣ ,则f′(x)≥0恒成立,即有f(x)在R上递增;
若a<﹣ 时,由f′(x)>0,可得x<1或x>ln(﹣2a);
由f′(x)<0,可得1<x<ln(﹣2a).
即有f(x)在(﹣∞,1),(ln(﹣2a),+∞)递增;
在(1,ln(﹣2a))递减;
若﹣ <a<0,由f′(x)<0,可得x<1或x>ln(﹣2a);
由f′(x)>0,可得1<x<ln(﹣2a).
即有f(x)在(﹣∞,1),(ln(﹣2a),+∞)递减;
在(1,ln(﹣2a))递增;
(2)
解:由(Ⅰ)可得若a≥0时,f(x)在(﹣∞,1)递减;在(1,+∞)递增,
且f(1)=﹣e<0,x→+∞,f(x)→+∞;x→﹣∞,f(x)→+∞.f(x)有两个零点;
若a<﹣ 时,f(x)在(﹣∞,1),(ln(﹣2a),+∞)递增,
在(1,ln(﹣2a))递减,f(1)=﹣e<0,f(x)只有一个零点;
若a=﹣ ,f(x)在R上递增,f(x)只有一个零点;
若﹣ <a<0,f(x)在(﹣∞,1),(ln(﹣2a),+∞)递减;
在(1,ln(﹣2a))递增;且f(1)=﹣e<0,x→+∞,f(x)→+∞;
x→﹣∞,f(x)→﹣∞.f(x)在(1,+∞)只有一个零点,
f(x)若恰有两个零点,只要使f(ln(﹣2a))=0,
即(ln(﹣2a)﹣2)(﹣2a)+a[ln(﹣2a)﹣1}2=0,
即有4﹣2ln(﹣2a)+[ln(﹣2a)﹣1}2=0,
又﹣ <a<0,可得ln(﹣2a)<1,4﹣2ln(﹣2a)>0,[ln(﹣2a)﹣1}2>0,则不可能为0,
综上可得,f(x)有两个零点时,a的取值范围为[0,+∞)
【解析】(Ⅰ)求出f(x)的导数,讨论当a≥0时,a<﹣ 时,a=﹣ 时,﹣ <a<0,由导数大于0,可得增区间;由导数小于0,可得减区间;(2)由(Ⅰ)的单调区间,对a讨论,结合单调性和函数值的变化特点,即可得到所求范围.;本题考查导数的运用:求单调区间,考查函数零点的判断,注意运用分类讨论的思想方法和函数方程的转化思想,考查化简整理的运算能力,属于难题.
【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.