题目内容
已知函数
.
(I)讨论函数f(x)的单调性;
(II)设函数
,试比较f(x)与g(x)的大小.
解:(I)函数f(x)的定义域为R,f'(x)=(ex-1-1)(x2+2x)=x(x+2)(ex-1-1)
令f'(x)=0,可得ex-1-1=0或x2+2x=0,即x1=-2,x2=0,x3=1
列表如下:
x | (-∞,-2) | (-2,0) | (0,1) | (1,+∞) |
f'(x) | - | + | - | + |
f(x) | ↓ | ↑ | ↓ | ↑ |
由上表可知函数f(x)在区间(-2,0)和(1,+∞)上是单调递增函数;在区间(-∞,-2)和(0,1)上是单调递减函数.…(6分)
(II)设函数h(x)=f(x)-g(x)=x2ex-1-x3=x2(ex-1-x),
又设函数?(x)=ex-1-x,x∈R,则?'(x)=ex-1-1,
所以当x∈(-∞,1)时,?'(x)<0,此时?(x)为减函数;
当x∈(1,+∞)时,?'(x)>0,此时?(x)为增函数,
因而?(x)≥?(1)=0恒成立(等号仅当x=1处取得)
综上,当x=0或1时,h(x)=0,即f(x)=g(x);
当x≠0,且x≠1时,h(x)>0,即f(x)>g(x).
分析:(I)求导函数,利用导数的正负,可得函数f(x)的单调性;
(II)设函数h(x)=f(x)-g(x),确定其正负,可得结论.
点评:本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性,考查大小比较,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.

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