解题思路:(1)先根据导数乘法的运算法则求出函数的导函数,然后讨论f'(x)=0时两根大小,然后分别解不等式f'(x)<0与f'(x)>0,从而求出函数的单调区间;
(2)由(1)知,当a>0时,f(x)在区间[0,4]上的单调性,从而求出函数f(x)在区间[0,4]上的值域,根据g(x)在[0,4]上单调递增,可求出g(x)在[0,4]的值域;
(3)若F∩G≠∅,则一定存在x1,x2∈[0,4]使得|f(x1)-g(x2)|<3成立,若F∩G=∅,则只要|fmax(x)-gmin(x)|<3或|gmax(x)-fmin(x)|<3,建立关于a的不等关系,解之即可.
(1)f'(x)=-[x2+(a-2)x-3a-3]e3-x=-(x-3)(x+a+1)e3-x
当a<-4时,f'(x)<0⇒x<3或x>-a-1,f'(x)>0⇒3<x<-a-1.
∴f(x)单调减区间为(-∞,3),(-a-1,+∞),单调增区间为(3,-a-1).
当a>-4时,f'(x)<0⇒x>3或x<-a-1,f'(x)>0⇒-a-1<x<3.
∴f(x)单调减区间为(-∞,-a-1),(3,+∞),单调增区间为(-a-1,3).
当a=-4时,f'(x)≤0,f(x)单调减区间为,(-∞,+∞).
(2)由(1)知,当a>0时,f(x)在区间(0,3)上的单调递增,
在区间(3,4)上单调递减,而f(0)=-(2a+3)e3,f(4)=(2a+13)e-1,f(3)=a+6.
那么f(x)在区间[0,4]上的值域是F=[-(2a+3)e3,a+6]
g(x)在[0,4]的值域为G=[a2+8,(a2+8)e4],
(3)若F∩G≠∅,则一定存在x1,x2∈[0,4]使得|f(x1)-g(x2)|<3成立.
若F∩G=∅,则只要|fmax(x)-gmin(x)|<3或|gmax(x)-fmin(x)|<3,
由于(a2+8)e4>a2+8>a+6>-(2a+3)e3.
所以,
a2+8−(a+6)<3
a>0.
解得:0<a<
1+
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单调性.
考点点评: 本题主要考查了利用导数求闭区间上函数的最值,以及利用导数研究函数的单调性,同时考查了分类讨论的数学思想,属于中档题.