已知函数f(x)=(x3-6x2+3x+t)ex,t∈R.

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  • 解题思路:(1)由已知得f′(x)=(x3-3x2-9x+t+3)ex,令g(x)=x3-3x2-9x+t+3,由此能求出t的取值范围.

    (2)由已知得x3-3x2-9x+t+3=(x-a)(x-b)(x-c)=x3-(a+b+c)x2+(ab+bc+ac)x-abc,由此能求出f(x)的零点.

    (3)不等式f(x)≤x等价于(x3-6x2+3x+t)ex≤x,转化为存在实数t∈[0,2],使对任意的x∈[1,m],不等式t≤xe-x-x3+6x2-3x恒成立.设φ(x)=e-x-x2+6x-3,则φ′(x)=-e-x-2x+6.由此能求出使命题成立的正整数m的最大值为5.

    (1)∵f(x)=(x3-6x2+3x+t)ex,t∈R.

    ∴f′(x)=(3x2-12x+3)ex+(x3-6x2+3x+t)

    =(x3-3x2-9x+t+3)ex

    ∵f(x)有3个极值点,∴x3-3x2-9x+t+3=0有3个不同的根,(2分)

    令g(x)=x3-3x2-9x+t+3,则g′(x)=3x2-6x-9=3(x+1)(x-3),

    从而函数g(x)在(-∞,-1),(3,+∞)上递增,在(-1,3)上递减.

    ∵g(x)有3个零点,∴

    g(−1)>0

    g(3)<0,∴-8<t<24.(4分)

    (2)∵a,b,c是f(x)的三个极值点

    ∴x3-3x2-9x+t+3=(x-a)(x-b)(x-c)

    =x3-(a+b+c)x2+(ab+bc+ac)x-abc,(6分)

    a+b+c=3

    ab+ac+bc=−9

    t+3=−abc

    a+c=2b2,∴b=1或b=-[3/2](舍,∵b∈(-1,3))

    a=1−2

    3

    b=1

    c=1+2

    3,

    ∴f(x)的零点分别为1-2

    3,1,1+2

    3.(10分)

    (3)不等式f(x)≤x,等价于(x3-6x2+3x+t)ex≤x,

    即t≤xe-x-x3+6x2-3x.

    转化为存在实数t∈[0,2],使对任意的x∈[1,m],

    不等式t≤xe-x-x3+6x2-3x恒成立.

    即不等式0≤xe-x-x3+6x2-3x在x∈[1,m]上恒成立.

    即不等式0≤e-x-x2+6x-3在x∈[1,m]上恒成立.(12分)

    设φ(x)=e-x-x2+6x-3,则φ′(x)=-e-x-2x+6.

    设r(x)=φ′(x)=-e-x-2x+6,则r′(x)=e-x-2.

    因为1≤x≤m,有r′(x)<0.所以r(x)在区间[1,m]上是减函数.

    又r(1)=4-e-1>0,r(2)=2-e-2>0,r(3)=-3-3<0,

    故存在x0∈(2,3),使得r(x0)=φ′(x0)=0.

    当1≤x<x0时,有φ′(x)>0,当x>x0时,有φ′(x)<0.

    从而y=φ(x)在区间[1,x0]上递增,在区间[x0,+∞)上递减.

    又φ(1)=e-1+4>0,φ(2)=e-2+5>0,φ(3)=e-3+6>0,

    φ(4)=e-4+5>0,φ(5)=e-5+2>0,φ(6)=e-6-3<0.

    所以,当1≤x≤5时,恒有φ(x)>0;

    当x≥6时,恒有φ(x)<0.

    故使命题成立的正整数m的最大值为5.(16分)

    点评:

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

    考点点评: 本题考查实数的取值范围的求法,考查函数的零点的求法,考查正整数的最大值的求法,解题时要认真审题,注意构造法和等价转化思想的合理运用.