已知函数f(x)=(ax2+bx+c)ex且f(0)=1,f(1)=0.(I)若f(x)在区间[0,1]上单调递减,求实数a的取值范围;(II)当a=0时,是否
题型:泰安一模难度:来源:
已知函数f(x)=(ax2+bx+c)ex且f(0)=1,f(1)=0. (I)若f(x)在区间[0,1]上单调递减,求实数a的取值范围; (II)当a=0时,是否存在实数m使不等式2f(x)+4xex≥mx+1≥-x2+4x+1对任意x∈R恒成立?若存在,求出m的值,若不存在,请说明理由. |
答案
(1)由f(0)=1,f(1)=0得c=1,a+b=-1,则f(x)=[ax2-(a+1)x+1]ex, ∴f′(x)=[ax2+(a-1)x-a]ex, 由题意函数f(x)=(ax2+bx+c)ex在[0,1]上单调递减可得对于任意的x∈(0,1),都有f′(x)<0 当a>0时,因为二次函数y=ax2+(a-1)x-a图象开口向上,而f′(0)=-a<0,所以只需要f′(1)=(a-1)e<0,即a<1,故有0<a<1; 当a=1时,对于任意的x∈(0,1),都有f′(x)=(x2-1)ex<0,函数符合条件; 当a=0时,对于任意的x∈(0,1),都有f′(x)=-xex<0,函数符合条件; 当a<0时,因f′(0)=-a>0函数不符合条件; 综上知,a的取值范围是0≤a≤1
(II)当a=0时,f(x)=(1-x)ex,假设存在实数m使不等式2f(x)+4xex≥mx+1≥-x2+4x+1对任意x∈R恒成立,
由mx+1≥-x2+4x+1得,x2+(m-4)x≥0恒成立,∴△=(m-4)2≤0,∴m=4. 下面证明:当m=4时,2f(x)+4xex≥mx+1对任意x∈R恒成立,即(2x+2)ex≥4x+1对任意x∈R恒成立, 令g(x)=(2x+2)ex-4x-1,g′(x)=(2x+4)ex-4,∵g′(0)=0, 当x>0时,2x+4>4,ex>1,∴(2x+4)ex>4,g′(x)>0,g(x)在(0,+∞)上单调递增,
当x<0时,2x+4<4,0<ex<1,∴(2x+4)ex<4,g′(x)<0,g(x)在(-∞0,)上单调递减,
∴g(x)min=g(0)=1>0,∴g(x)>0,即(2x+2)ex≥4x+1对任意x∈R恒成立.
综上所述,实数m=4使不等式2f(x)+4xex≥mx+1≥-x2+4x+1对任意x∈R恒成立. |
举一反三
已知函数f(x)=lnx+ax2+bx(其中a,b)为常数且a≠0)在x=1处取得极值. (I) 当a=1时,求f(x)的单调区间; (II) 若f(x)在(0,e]上的最大值为1,求a的值. |
已知函数f(x)=alnx+x2+1. (Ⅰ)当a=-时,求f(x)在区间[,e]上的最值; (Ⅱ)讨论函数f(x)的单调性. |
已知函数f(x)=x2-ax-aln(x-1)(a∈R) (1)当a=1时,求函数f(x)的最值; (2)求函数f(x)的单调区间. |
设函数f(x)=xlnx(x>0). (1)求函数f(x)的最小值; (2)设F(x)=ax2+f′(x)(a∈R),讨论函数F(x)的单调性. |
设函数f(x)=xlnx(x>0). (1)求函数f(x)的最小值; (2)设F(x)=ax2+f′(x)(a∈R),讨论函数F(x)的单调性; (3)斜率为k的直线与曲线y=f′(x)交于A(x1,y1)、B(x2,y2)(x1<x2)两点,求证:x1<<x2. |
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