已知函数f(x)=exx2−ax+1(a≥0),

1个回答

  • 解题思路:(Ⅰ)先求导函数,然后讨论a,得到导数符号,从而得到函数的单调区间;

    (Ⅱ)分离参数,确定函数的最值,即可求得k的取值范围.

    (Ⅰ)f′(x)=

    ex(x−1)[x−(a+1)]

    (x2−ax+1)2,

    当a=0时,函数定义域为R,f′(x)=

    ex(x−1)2

    (x2+1)2≥0,∴f(x)在R上单调递增

    当a∈(0,2)时,∵△=a2-4<0∴x2-ax+1>0恒成立,函数定义域为R,又a+1>1,

    ∴f(x)在(-∞,1)上单调递增,(1,1+a)单调递减,(1+a,+∞)单调递增

    当a=2时,函数定义域为(-∞,1)∪(1,+∞),f′(x)=

    ex(x−3)

    x−1

    ∴f(x)在(-∞,1)上单调递增,(1,3)上单调递减,(3,+∞)上单调递增

    当a∈(2,+∞)时,∵△=a2-4>0,设x2-ax+1=0的两个根为x1,x2,且x1<x2

    由韦达定理易知两根均为正根,且0<x1<1<x2,所以函数的定义域为(-∞,x1)∪(x2,+∞)

    又对称轴x=[a/2]<a+1,且(a+1)2-a(a+1)+1=a+2>0,x2<a+1

    ∴f(x)在(-∞,x1),(x1,1)单调递增,(1,x2),(x2,a+1)上单调递减,(1+a,+∞)单调递增;

    (Ⅱ)若a=

    2

    3,f(x)=

    ex

    x2−

    2

    3x+1的定义域为R,f(x)=

    ex

    x2−

    2

    3x+1>0恒成立

    由(Ⅰ)知,f(x)在(-∞,1),(3,+∞)上单调递增,在(1,3)上单调递减,f(0)=1

    ∴k<0,不等式f(x)≥kx在(-∞,0)上不恒成立,∴k≥0

    不妨考虑x>0,则k≤

    ex

    x3−

    2

    3x2+x

    设g(x)=

    ex

    x3−

    2

    3x2+x,则g′(x)=

    ex(x−3)[(x−

    1

    3)2+

    8

    9]

    (x3−

    2

    3x2+x)2

    ∴g(x)在(0,3)上单调递减,(3,+∞)上单调递增

    ∴g(x)min=g(3)=

    点评:

    本题考点: 利用导数研究函数的单调性;导数在最大值、最小值问题中的应用.

    考点点评: 本题主要考查了函数恒成立问题,以及利用导数研究函数的单调性和最值,同时考查了转化的思想和计算能力,属于难题.