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

来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/11/17 21:01:54
已知函数f(x)=(ax 2 +x-1)e x ,其中e是自然对数的底数,a∈R.
∵f(x)=(ax 2 +x-1)e x ,∴f′(x)=(2ax+1)e x +(ax 2 +x-1)e x =(ax 2 +2ax+x)e x
(1)当a=1时,f(1)=e,f′(1)=4e,故切线方程为y-e=4e(x-1),
化为一般式可得4ex-y-3e=0;
(2)当a<0时,f′(x)=(ax 2 +2ax+x)e x =[x(ax+2a+1)]e x
若a= -
1
2 ,f′(x)=-
1
2 x 2 e x <0,函数f(x)在R上单调递减,
若 a<-
1
2 ,当x∈(-∞,-2-
1
a )和(0,+∞)时,f′(x)<0,函数f(x)单调递减,
当x∈(-2-
1
a ,0)时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;
若 -
1
2 <a<0,当x∈(-∞,0)和(-2-
1
a ,+∞)时,f′(x)<0,函数f(x)单调递减,
当x∈(0,-2-
1
a )时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;
(3)若a=-1,f(x)=(-x 2 +x-1)e x ,可得f(x)-g(x)=(-x 2 +x-1)e x -
1
3 x 3 -
1
2 x 2 -m,
原问题等价于f(x)-g(x)的图象与x轴有3个不同的交点,
即y=m与y=(-x 2 +x-1)e x -
1
3 x 3 -
1
2 x 2 的图象有3个不同的交点,
构造函数F(x)=(-x 2 +x-1)e x -
1
3 x 3 -
1
2 x 2
则F′(x)=(-2x+1)e x +(-x 2 +x-1)e x -x 2 -x
=(-x 2 -x)e x -x 2 -x=-x(x+1)(e x +1),令F′(x)=0,可解得x=0或-1,
且当x∈(-∞,-1)和(0,+∞)时,F′(x)<0,F(x)单调递减,
当x∈(-1,0)时,F′(x)>0,F(x)单调递增,
故函数F(x)在x=-1处取极小值F(-1)= -
3
e -
1
6 ,在x=0处取极大值F(0)=-1,
要满足题意只需∈( -
3
e -
1
6 ,-1)即可.
故实数m的取值范围为:( -
3
e -
1
6 ,-1)