(2014•九江三模)已知函数f(x)=xe −xa(其中a∈R,a≠0,e=2.718…为自然对数的底数).

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  • 解题思路:(1)f′(x)=

    e

    x

    a

    -[1/ax

    e

    x

    a]=-[1/a

    (x−a)

    e

    x

    a],分a<0、a>0两种情况讨论:a<0时由导数的符号可判断f(x)在[0,1]上的单调性,由单调性可求最大值;a>0时再按照0<a<1、a≥1两种情况讨论可得单调性,从而可求最大值;

    (2)x>0,2f′(-ax)>g(x)恒成立,即2(x+1)ex>(x+1)(kx-15)恒成立,亦即2ex>kx-15恒成立,设h(x)=2ex-kx+15,则问题转化为:当x>0时,h(x)>0(*)恒成立,利用导数可求h(x)min,从而有(*)式⇔h(x)min=h(ln[k/2])=k-kln[k/2]+15>0,再令φ(x)=x-xln[x/2]+15(x>0),利用导数可判断φ(x)的单调性,再由零点存在定理可判断φ(x)的零点存在区间,根据函数φ(x)的符号即可求得结果;

    (1)f(x)的定义域为R,f′(x)=e−

    x

    a-[1/axe−

    x

    a]=-[1/a(x−a)e−

    x

    a],

    ①当a<0时,-[1/a]>0,由f′(x)>0得x>a,f(x)在(a,+∞)上单调递增,

    ∴f(x)在[0,1]上单调递增,此时,f(x)max=f(1)=e−

    1

    a.

    ②当a>0时,-[1/a]<0,由f′(x)>0得x<a;由f′(x)<0得x>a,

    ∴f(x)在(-∞,a)上单调递增,在(a,+∞)上单调递减;

    当0<a<1时,f(x)在[0,a]上单调递增,在[a,1]上单调递减,

    ∴f(x)max=f(a)=ae-1

    当a≥1时,f(x)在[0,1]上单调递增,∴f(x)max=f(1)=e−

    1

    a.

    综上所述,f(x)max=

    e−

    1

    a,(a<0或a≥1)

    ae−1,(0<a<1).

    (2)由题设,g(x)=kx2+(k-15)x-15=(x+1)(kx-15),

    f′(x)=e−

    x

    a-[1/axe−

    x

    a]=(1-[1/ax)e−

    x

    a],

    ∵x>0,2f′(-ax)>g(x)恒成立,即2(x+1)ex>(x+1)(kx-15)恒成立,

    ∴当x>0时,2ex>kx-15恒成立,

    设h(x)=2ex-kx+15,则问题转化为:当x>0时,h(x)>0(*)恒成立,

    ∵h′(x)=2ex-k,∴h(x)在(0,ln[k/2])上单调递减,在(ln[k/2],+∞)上单调递增,

    故(*)式⇔h(x)min=h(ln

    点评:

    本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;导数的运算.

    考点点评: 该题考查利用导数研究函数的单调性、最值,考查函数恒成立问题,考查转化思想、分类讨论思想,根据题目灵活构造函数是解题关键,注意运用.

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