已知函数f(x)=(x2-3x+3)ex,x∈[-2,t](t>-2).

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  • 解题思路:(Ⅰ)由f(x)=(x2-3x+3)ex,x∈[-2,t](t>-2),知f′(x)=(2x-3)ex+ex(x2-3x+3)=exx(x-1).由此能求出当t<1时,函数y=f(x)的单调区间.(Ⅱ)m=f(-2)=13e-2,n=f(t)=(t2-3t+3)et,设h(t)=n-m=(t2-3t+3)et-13e-2,故h′(t)(2t-3)et+et(t2-3t+3)=et(t2-3t+3),列表讨论知h(t)的极小值为h(1)=e-13e2=e3−13e2>0,由此能够证明n>m.(Ⅲ)由g(x)=(x2-3x+3)ex+(x-2)ex=(x2-2x+1)ex=(x-1) 2 ex,知g′(x)=(2x-2)ex+ex(x2-2x+1)=ex(x2-1),设x>1时,存在[a,b],使y=g(x)在[a,b]上的值域也是[a,b].由此能够推导出不存在区间[a,b]满足题意.

    (Ⅰ)∵f(x)=(x2-3x+3)ex,x∈[-2,t](t>-2),

    ∴f′(x)=(2x-3)ex+ex(x2-3x+3)=x(x-1)ex

    ①当-2<t≤0时,x∈(-2,t),f′(x)>0,f(x)单调递增.

    ②当0<t<1时,x∈(-2,0),f′(x)>0,f(x)单调递增.

    x∈(0,t),f′(x)<0,f(x)单调递减.

    综上所述,当-2<t≤0时,y=f(x)单调递增区间为(-2,t);

    当0<t<1时,y=f(x)单调递增区间为(-2,0),减区间为(0,t).

    (Ⅱ)m=f(-2)=13e-2,n=f(t)=(t2-3t+3)et

    设h(t)=n-m=(t2-3t+3)et-13e-2

    ∴h′(t)(2t-3)et+et(t2-3t+3)=et(t2-3t+3)

    =ett(t-1),(t>-2).

    h(t),h′(t)随t变化如下表:

    t (-2,0) 0 (0,1) 1 (1,+∞)

    h′(t) + 0 - 0 +

    h(t) ↑ 极大值 ↓ 极小值 ↑由上表知h(t)的极小值为h(1)=e-

    13

    e2=

    e3−13

    e2>0,

    又h(-2)=0,

    ∴当t>-2时,h(t)>h(-2)>0,即h(t)>0.

    因此,n-m>0,即n>m.

    (Ⅲ)g(x)=(x2-3x+3)ex+(x-2)ex=(x2-2x+1)ex=(x-1) 2 ex

    g′(x)=(2x-2)ex+ex(x2-2x+1)=ex(x2-1),

    设x>1时,存在[a,b],使y=g(x)在[a,b]上的值域也是[a,b].

    因为x>1时,g′(x)>0,所以y=g(x)单调递增.

    故应有

    g(a)=(a−1)2ea=a

    g(b)=(b−1)2eb=b,

    即方程(x-1)2ex=x有两个大于1的不等根,

    设∅(x)=(x-1)2ex-x,(x>1),

    ∅′(x)=ex(x2-1)-1,

    设k(x)=ex(x2-1)-1,(x>1),k′(x)=ex(x2+2x-1),

    当x>1时,k′(x)>0,即k(x)在(1,+∞)递增,

    又k(1)=-1<0,k(2)=3e2-1>0.

    ∴x∈(1,2)存在唯一的x0,使k(x0)=0.

    即存在唯一的x0,使∅‘(x0)=0.

    ∅(x),∅′(x)随x的变化如下表:

    x (1,x0) x0(x0,+∞)

    ∅(x) - 0 +

    ∅′(x) ↓ 极小值 ↑由上表知,∅(x0)<∅(1)=-1<0,

    ∅(2)=e2-2>0,

    故y=∅(x)的大致图象如图,

    因此∅(x)在(1,+∞)只能有一个零点,

    这与∅(x)=0有两个大于1的不等根矛盾,

    故不存在区间[a,b]满足题意.

    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单调性.

    考点点评: 本题考查函数的单调区间的求法,考查不等式的证明,探索满足条件的区间是否存在.综合性强,难度大,具有一定的探索性,对数学思维的要求较高,解题时要认真审题,仔细解答,注意导数性质的灵活运用.