题目内容
【题目】已知函数f(x)=(x2+ax﹣2a2+3a)ex(x∈R),其中a∈R.
(1)当a=0时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(2)当 时,求函数f(x)的单调区间和极值.
【答案】
(1)解:当a=0时,f(x)=x2ex,f'(x)=(x2+2x)ex,故f'(1)=3e,
所以曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率为3e,f(1)=e,
所以该切线方程为y﹣e=3e(x﹣1),
整理得:3ex﹣y﹣2e=0.
(2)解:解:f'(x)=[x2+(a+2)x﹣2a2+4a]ex
令f'(x)=0,解得x=﹣2a,或x=a﹣2.由 知,﹣2a≠a﹣2.
以下分两种情况讨论.①若a> ,则﹣2a<a﹣2.当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:
x | (﹣∞,a﹣2) | ﹣2a | (﹣2a,a﹣2) | a﹣2 | (a﹣2,+∞) |
f′(x) | + | 0 | ﹣ | 0 | + |
F(x) | ↗ | 极大值 | ↘ | 极小值 | ↗ |
所以f(x)在(﹣∞,﹣2a),(a﹣2,+∞)内是增函数,在(﹣2a,a﹣2)内是减函数.
函数f(x)在x=﹣2a处取得极大值f(﹣2a),且f(﹣2a)=3ae﹣2a.函数f(x)在x=a﹣2处取得极小值f(a﹣2),且f(a﹣2)=(4﹣3a)ea﹣2.②若a< ,则﹣2a>a﹣2,当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:
x | (﹣∞,a﹣2) | a﹣2 | (a﹣2,﹣2a) | ﹣2a | (﹣2a,+∞) |
f′(x) | + | 0 | ﹣ | 0 | + |
F(x) | ↗ | 极大值 | ↘ | 极小值 | ↗ |
所以f(x)在(﹣∞,a﹣2),(﹣2a,+∞)内是增函数,在(a﹣2,﹣2a)内是减函数
函数f(x)在x=a﹣2处取得极大值f(a﹣2),且f(a﹣2)=(4﹣3a)ea﹣2,
函数f(x)在x=﹣2a处取得极小值f(﹣2a),且f(﹣2a)=3ae﹣2a.
【解析】(1)把a=0代入到f(x)中化简得到f(x)的解析式,求出f'(x),因为曲线的切点为(1,f(1)),所以把x=1代入到f'(x)中求出切线的斜率,把x=1代入到f(x)中求出f(1)的值得到切点坐标,根据切点和斜率写出切线方程即可;(2)令f'(x)=0求出x的值为x=﹣2a和x=a﹣2,分两种情况讨论:①当﹣2a<a﹣2时和②当﹣2a>a﹣2时,讨论f'(x)的正负得到函数的单调区间,根据函数的增减性即可得到函数的最值.
【考点精析】关于本题考查的利用导数研究函数的单调性和函数的极值与导数,需要了解一般的,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;求函数的极值的方法是:(1)如果在附近的左侧,右侧,那么是极大值(2)如果在附近的左侧,右侧,那么是极小值才能得出正确答案.