解题思路:(I)由题意可得f′(4)=0,即可用a表示b,通过对a分类讨论,解出f′(x)>0,f′(x)<0即可;
(II)利用(I)的结论即可得出函数f(x)的值域,利用函数g(x)的单调性即可得出值域,可得值域的交集=[m,n].由存在ξ1,ξ2∈[0,5]使得|f(ξ1)-g(ξ2)|<4成立⇔|m-n|<4,解出即可.
(I)∵f'(x)=(2x+a-x2-ax-b)e4-x=-[x2+(a-2)x+b-a]e4-x
由f'(4)=0,得16+(a-2)4+b-a=0
即b=-3a-8,
∴f(x)=(x2+ax−3a−8)e4−x
f′(x)=−[x2+(a−2)x−4a−8]
=-(x-4)(x+a+2)e4-x
令f′(x)=0,得x1=4,x2=−a−2
∵x=4是f(x)的极值点,故x1≠x2,
即a≠−6
当a<−6时,x1<x2,
故f(x)在(−∞,4]上为减函数,在[4,−a−2]上为增函数,
在[-a-2,+∞)上为减函数.
当a>−6时,x1>x2
故f(x)在(−∞,−a−2]上为减函数,在[−a−2,4]上为增函数
在[4,+∞)上为减函数.
(II)当a>0时,-a-2<0,
∴f(x)在[0,4]上为增函数,在[4,5]上为减函数,
∵f(0)=be4=−(3a+8)e4<0
f(5)=(25+5a−3a−8)e−1=(2a+17)e−1>0
∴f(0)<f(5),
f(4)=16+4a-3a-8=a+8,
∴f(x)在[0,5]上的值域是[−(3a+8)e4,a+8]
而g(x)=(a2+
33
4)2x在[0,5]上为增函数
∴值域为[a2+
33
4,(a2+
33
4)25],
∵(a2+
33
4)−(a+8)=(a−
1
2)2≥0,
若存在ξ1,ξ2∈[0,5]使得|f(ξ1)-g(ξ2)|<4成立.
只要(a2+
33
4)−(a+8)<4,
即(a−
1
2)2<4
又a>0∴0<a<
5
2
故a的取值范围是(0,
5
2).
点评:
本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的极值.
考点点评: 熟练掌握利用导数研究函数的单调性、极值与最值、等价转化等是解题的关键.