解题思路:(Ⅰ)求出f(x)的导数f′(x),由f′(x)正负性求出函数f(x)的单调区间,求出f(x)的极值;
(Ⅱ)由函数y=
f(x)
x
在[1,+∞)单调递增,得y′≥0在[1,+∞)上恒成立,求出a的取值范围;
(Ⅲ)构造函数,利用函数的单调性求参数的取值范围.
(Ⅰ)当a=0时,f(x)=xex,f′(x)=(x+1)ex,
令f′(x)=0,得x=-1
当x>-1时,f′(x)=(x+1)ex>0;当x<-1时,f′(x)=(x+1)ex<0,
∴函数y=f(x)在(-∞,-1)上单调递减,在(-1,+∞)上单调递增,
∴函数y=f(x)在x=-1时取得极小值-e-1,但函数没有极大值;
(Ⅱ)y′=
xf′(x)−f(x)
x2=
xex(x−a+1)−ex(x−a)
x2=
ex(x2−ax+a)
x2,
由题意得x2-ax+a≥0对x∈[1,+∞)恒成立,
即a(x-1)≤x2对x∈[1,+∞)恒成立,当x=1时不等式对a∈R恒成立,
当x≠1时,不等式化为a≤
x2
x−1=
(x−1)2+2(x−1)+1
x−1=(x-1)+[1/x−1+2,
由于x∈(1,+∞),所以(x-1)+
1
x−1+2≥2+2=4(当且仅当x=2时时对等号),
所以a(x-1)≤x2对x∈(1,+∞)恒成立的条件是a≤4,
综上得所求实数a的范围为a≤4;
(Ⅲ)假设存在x=x0,使得对任意不同的x1,x2都有
f(x2)−f(x1)
x2−x1]≠f′(x0),即
f(x2)-f(x0)•x2≠f(x1)-f(x0)•x1
令g(x)=f(x)-f′(x0)•x
∵函数g(x)=f(x)-f′(x0)•x的图象连续,且对任意不同的x1,x2有g(x2)≠g(x1),
∴g′(x)=f′(x)-g′(x0)≤0(或≥0)对x∈R恒成立,
即存在x0,使得f′(x0)≥f′(x)(或f′(x0)≤f′(x))对x∈R恒成立,
令h(x)=f′(x)=(x+1-a)•ex,
令h′(x)=0得x=a-2,函数y=h(x)在(-∞,a-2)单调递减,在(a-2,+∞)单调递增,
∴函数y=h(x)在x=a-2取得最小值,
故存在x0=a-2,使得f(x)的图象上任意不同两点连线的斜率都不等于f′(x0).
点评:
本题考点: 利用导数研究函数的极值;利用导数研究曲线上某点切线方程.
考点点评: 本题主要考查函数、导数等基础知识,考查推理能力、运算求解能力,考查化归与转化思想、分类与整合思想、函数与方程思想、数形结合思想等.