已知函数f(x)=(ax2-2x+1)•e-x(a∈R,e为自然对数的底数).

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  • 解题思路:(I)先确定函数的定义域然后求出函数的导涵数fˊ(x),在函数的定义域内解不等式fˊ(x)>0和fˊ(x)<0,即可求出函数的单调区间,然后根据极值的定义进行判定极值即可.(II)令导函数f′(x)=-(x-1)(x-3)•e-x≤0在x∈[-1,1]时恒成立即可求出a的范围.

    ( I)当a=1时,f(x)=(x2-2x+1)•e-x

    f'(x)=(2x-2)•e-x-(x2-2x+1)•e-x=-(x-1)(x-3)•e-x…(2分)

    当x变化时,f(x),f'(x)的变化情况如下表:

    x (-∞,1) 1 (1,3) 3 (3,+∞)

    f'(x) - 0 + 0 -

    f(x) 递减 极小值 递增 极大值 递减所以,当a=1时,函数f(x)的极小值为f(1)=0,极大值为f(3)=4e-3.…(5分)

    ( II)f'(x)=(2ax-2)•e-x-(ax2-2x+1)•e-x=-e-x[ax2-2ax-2x+3]

    令g(x)=ax2-2(a+1)x+3

    ①若a=0,则g(x)=-2x+3,在(-1,1)内,g(x)>0,

    即f'(x)<0,函数f(x)在区间[-1,1]上单调递减.…(7分)

    ②若a>0,则g(x)=ax2-2(a+1)x+3,其图象是开口向上的抛物线,对称轴为x=

    a+1

    a>1,

    当且仅当g(1)≥0,即0<a≤1时,在(-1,1)内g(x)>0,f'(x)<0,

    函数f(x)在区间[-1,1]上单调递减.…(9分)

    ③若a<0,则g(x)=ax2-2(a+1)x+3,其图象是开口向下的抛物线,

    当且仅当

    g(−1)≥0

    g(1)≥0,即−

    5

    3≤a<0时,在(-1,1)内g(x)>0,f'(x)<0,

    函数f(x)在区间[-1,1]上单调递减.…(11分)

    综上所述,函数f(x)在区间[-1,1]上单调递减时,a的取值范围是−

    5

    3≤a≤1.…(12分)

    点评:

    本题考点: 利用导数研究函数的极值;函数的单调性与导数的关系.

    考点点评: 本题主要考查了利用导数研究函数的极值,以及函数单调区间等有关基础知识,考查运算求解能力,属于中档题.