题目内容
设函数f(x)=(x2+3x+m)•e-x(其中m∈R,e是自然对数的底数)
(I)若m=3,求曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;
(II)若函数f(x)在(-∞,0)上有两个极值点.
①求实数m的范围;
②证明f(x)的极小值大于e.
(I)若m=3,求曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;
(II)若函数f(x)在(-∞,0)上有两个极值点.
①求实数m的范围;
②证明f(x)的极小值大于e.
分析:(I)先求导函数f'(x),求出f′(0)得到切线的斜率,然后求出切点坐标,最后利用点斜式可求出切线方程;
(II)①由(I)知f'(x)=-(x2+x+m-3)•e-x,要使函数f(x)在(-∞,0)上有两个极值点只要方程g(x)=x2+x+m-3=0有两个不等的负根,建立关于m的不等式,解之即可求出m的取值范围;
②先求出极小值,然后利用对称轴和g(0)>0求出极小值点的取值范围,最后利用导数研究函数在区间上的最小值即可.
(II)①由(I)知f'(x)=-(x2+x+m-3)•e-x,要使函数f(x)在(-∞,0)上有两个极值点只要方程g(x)=x2+x+m-3=0有两个不等的负根,建立关于m的不等式,解之即可求出m的取值范围;
②先求出极小值,然后利用对称轴和g(0)>0求出极小值点的取值范围,最后利用导数研究函数在区间上的最小值即可.
解答:解:(I)f'(x)=-(x2+x+m-3)•e-x
∵m=3
∴f(x)=(x2+3x+3)•e-x,f'(x)=-(x2+x)•e-x
∴f(0)=3,f′(0)=0
故曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为:y=3
(II)①由(I)知f'(x)=-(x2+x+m-3)•e-x,要使函数f(x)在(-∞,0)上有两个极值点
只要方程g(x)=x2+x+m-3=0有两个不等的负根
那么实数m应满足
解得3<m<
,
②设两负根为x1,x2且x1<x2<0,可知x=x1时有极小值f(x1)
由于对称轴为x=-
,g(0)>0,所以-1<x1<-
,且
+x1+m-3=0得m=3-
-x1,
∴f(x1)=(
+3x1+m)•e-x1=(2x1+3)•e-x1,(-1<x1<-
)
令h(x)=(2x+3)•e-x
∵h′(x)=(-1-2x)•e-x>0,即h(x)在x∈(-1,-
)上单调递增,
∴h(x)>h(-1)=e
故f(x1)>e
∵m=3
∴f(x)=(x2+3x+3)•e-x,f'(x)=-(x2+x)•e-x
∴f(0)=3,f′(0)=0
故曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为:y=3
(II)①由(I)知f'(x)=-(x2+x+m-3)•e-x,要使函数f(x)在(-∞,0)上有两个极值点
只要方程g(x)=x2+x+m-3=0有两个不等的负根
那么实数m应满足
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②设两负根为x1,x2且x1<x2<0,可知x=x1时有极小值f(x1)
由于对称轴为x=-
1 |
2 |
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2 |
x | 2 1 |
x | 2 1 |
∴f(x1)=(
x | 2 1 |
1 |
2 |
令h(x)=(2x+3)•e-x
∵h′(x)=(-1-2x)•e-x>0,即h(x)在x∈(-1,-
1 |
2 |
∴h(x)>h(-1)=e
故f(x1)>e
点评:本题主要考查了利用导数研究函数的切线,以及求函数的最值,同时考查了转化的思想和运算求解的能力,属于中档题.
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