题目内容
(2012•广元三模)设函数f(x)=
(-4<a<0).
(I)求函数f(x)的定义域;
(Ⅱ)求函数f(x)的极值点的横坐标;
(Ⅲ)若x∈[-1,1]时,f(x)单调递增,求实数a的取值范围.
| ||
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(I)求函数f(x)的定义域;
(Ⅱ)求函数f(x)的极值点的横坐标;
(Ⅲ)若x∈[-1,1]时,f(x)单调递增,求实数a的取值范围.
分析:(Ⅰ)记g(x)=x2+ax-a(-4<a<0),由△=a2+4a=a(a+4)<0可求函数f(x)的定义域为R;
(Ⅱ)令f′(x)=0即可求得函数f(x)的极值点的横坐标;
(Ⅲ)x∈[-1,1]时,f(x)单调递增?x∈[-1,1]时,f′(x)≥0,构造函数g(x)=x2-(2-a)x-2a,则x∈[-1,1]时,g(x)的最小值g(x)min≥0即可.
(Ⅱ)令f′(x)=0即可求得函数f(x)的极值点的横坐标;
(Ⅲ)x∈[-1,1]时,f(x)单调递增?x∈[-1,1]时,f′(x)≥0,构造函数g(x)=x2-(2-a)x-2a,则x∈[-1,1]时,g(x)的最小值g(x)min≥0即可.
解答:解:(Ⅰ)记g(x)=x2+ax-a(-4<a<0),
∴△=a2+4a=a(a+4)<0,
∴g(x)的图象开口向上,且与x轴没交点,即x∈R时,g(x)>0,
∴f(x)的定义域为(-∞,+∞)…4′
(Ⅱ)f′(x)=
=
…6′
由f′(x)=0得:x2-(2-a)x-2a=0,解得x=2或x=-a
∴函数f(x)的极值点的横坐标为2或-a…8′
(Ⅲ)∵x∈[-1,1]时,f(x)单调递增,
∴x∈[-1,1]时,f′(x)≥0,即x2-(2-a)x-2a≥0…10′
设g(x)=x2-(2-a)x-2a,
则x∈[-1,1]时,g(x)的最小值g(x)min≥0即可…11′
而g(x)的图象开口向上,对称轴为:x=
,
∵-4<a<0,
∴1<
<3,
∴g(x)在x∈[-1,1]时是减函数,…12′
∴g(x)min=g(1)=1-(2-a)-2a=-a-1≥0,
∴a≤-1.
∴实数a的取值范围是(-4,-1].
∴△=a2+4a=a(a+4)<0,
∴g(x)的图象开口向上,且与x轴没交点,即x∈R时,g(x)>0,
∴f(x)的定义域为(-∞,+∞)…4′
(Ⅱ)f′(x)=
| ex(x2+ax-a)-ex(2x+a) |
| (x2+ax-a)2 |
| ex[x2- (2-a)x-2a] |
| (x2+ax-a)2 |
由f′(x)=0得:x2-(2-a)x-2a=0,解得x=2或x=-a
∴函数f(x)的极值点的横坐标为2或-a…8′
(Ⅲ)∵x∈[-1,1]时,f(x)单调递增,
∴x∈[-1,1]时,f′(x)≥0,即x2-(2-a)x-2a≥0…10′
设g(x)=x2-(2-a)x-2a,
则x∈[-1,1]时,g(x)的最小值g(x)min≥0即可…11′
而g(x)的图象开口向上,对称轴为:x=
| 2-a |
| 2 |
∵-4<a<0,
∴1<
| 2-a |
| 2 |
∴g(x)在x∈[-1,1]时是减函数,…12′
∴g(x)min=g(1)=1-(2-a)-2a=-a-1≥0,
∴a≤-1.
∴实数a的取值范围是(-4,-1].
点评:本题考查利用导数研究函数的极值,着重考查函数的单调性与导数的关系,考查构造函数的思想,化归思想的应用,属于难题.
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