问题 解答题

已知函数f(x)=ex(ax+b),曲线y=f(x)经过点P(0,2),且在点P处的切线为l:y=4x+2.

(1)求常数a,b的值;

(2)求证:曲线y=f(x)和直线l只有一个公共点;

(3)是否存在常数k,使得x∈[-2,-1],f(x)≥k(4x+2)恒成立?若存在,求常数k的取值范围;若不存在,简要说明理由.

答案

(1)f′(x)=ex(ax+a+b)…(1分),

依题意,

f(0)=2
f/(0)=4

e0(a×0+b)=2
e0(a×0+a+b)=4
…(3分),

解得a=b=2…(5分).

(2)记g(x)=ex(ax+b)-(4x+2)=2ex(x+1)-2(2x+1),

则g′(x)=2ex(x+2)-4…(6分),

当x=0时,g′(x)=0;

当x>0时,g′(x)>0;

当x<0时,g′(x)<0…(8分),

∴g(x)≥g(0)=0,等号当且仅当x=0时成立,

即f(x)≥4x+2,等号当且仅当x=0时成立,曲线y=f(x)和直线l只有一个公共点…(9分).

(3)x∈[-2,-1]时,4x+2<0,

∴f(x)≥k(4x+2)恒成立当且仅当k≥

f(x)
4x+2
=
ex(x+1)
2x+1
…(10分),

h(x)=

ex(x+1)
2x+1
,x∈[-2,-1],

h/(x)=

ex(2x2+3x)
(2x+1)2
…(11分),

由h′(x)=0得x=0(舍去),x=-

3
2
…(12分)

-2≤x<-

3
2
时,h′(x)>0;

-

3
2
<x≤-1时,h′(x)<0…(13分),

h(x)=

ex(x+1)
2x+1
在区间[-2,-1]上的最大值为h(-
3
2
)=
1
4
e-
3
2
,常数k的取值范围为(
1
4
e-
3
2
,+∞)
…(14分).

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