题目内容
已知函数f(x)=e-x(x2-2ax+4a-3),其中a∈R.
(Ⅰ)若a=1,试求函数f(x)的单调递增区间,并求函数f(x)的极大值和极小值.
(Ⅱ)对于
,求证
在区间(-2,3)上有两个零点.
解:(Ⅰ)若a=1,则f(x)=e-x(x2-2x+1),
∴f'(x)=-e-x(x-1)(x-3),
由此可知
当x∈(-∞,1)时,f'(x)<0,f(x)为减函数;
当x∈(1,3)时,f'(x)>0,f(x)为增函数;x∈(3,+∞)时,f'(x)<0,f(x)为减函数
故函数发f(x)的单调递增区间是(1,3),极大值
,极小值是f(1)=0.
(Ⅱ)证明:∵
,∴

而g'(x)=-e-x[x-(2a-1)](x-3),由于(2a-1)∈(-2,3)
故g(x)在(-2,3)有极小值(也是最小值)
设h(a)=g(2a-1),则h'(a)=-2e1-2a(2a-3),由于
∴h'(a)>0,h(a)在
上是增函数,
由零点存在定理知,函数g(x)在(-2,2a-1)和(2a-1,3)内各有一个零点
故函数
在区间(-2,3)上有两个零点.
分析:(Ⅰ)当a等于1时求函数的导数,根据导数求函数的极值,画出表格,求出单调区间
(Ⅱ)求出g(x)的导数,根据导数求函数的极值,设h(a)=g(2a-1),再根据零点存在定理证明函数的零点个数
点评:该题考查函数的求导,利用导数求函数的极值和单调性,会使用零点存在定理,求零点的个数,注意在解答过程中要画上表格,注意零点存在的范围
∴f'(x)=-e-x(x-1)(x-3),
由此可知
当x∈(-∞,1)时,f'(x)<0,f(x)为减函数;
当x∈(1,3)时,f'(x)>0,f(x)为增函数;x∈(3,+∞)时,f'(x)<0,f(x)为减函数
| x | (-∞,1) | 1 | (1,3) | 3 | (3,+∞) |
| f'(x) | - | 0 | + | 0 | - |
| f(x) | ↘ | 极小值 | ↗ | 极大值 | ↘ |
(Ⅱ)证明:∵
而g'(x)=-e-x[x-(2a-1)](x-3),由于(2a-1)∈(-2,3)
| x | (-2,2a-1) | 2a-1 | (2a-1,3) | 3 |
| g'(x) | - | 0 | + | 0 |
| g(x) | ↘ | 极小值 | ↗ | 极大值 |
设h(a)=g(2a-1),则h'(a)=-2e1-2a(2a-3),由于
∴h'(a)>0,h(a)在
由零点存在定理知,函数g(x)在(-2,2a-1)和(2a-1,3)内各有一个零点
故函数
分析:(Ⅰ)当a等于1时求函数的导数,根据导数求函数的极值,画出表格,求出单调区间
(Ⅱ)求出g(x)的导数,根据导数求函数的极值,设h(a)=g(2a-1),再根据零点存在定理证明函数的零点个数
点评:该题考查函数的求导,利用导数求函数的极值和单调性,会使用零点存在定理,求零点的个数,注意在解答过程中要画上表格,注意零点存在的范围
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