问题 解答题

已知函数f(x)=ex(x2+ax-a),其中a是常数.

(Ⅰ)当a=1时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;

(Ⅱ)若存在实数k,使得关于x的方程f(x)=k在[0,+∞)上有两个不相等的实数根,求k的取值范围.

答案

(Ⅰ)由f(x)=ex(x2+ax-a)可得,

f′(x)=ex[x2+(a+2)x)],.…(2分)

当a=1时,f(1)=e,f′(1)=4e.…(4分)

所以 曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y-e=4e(x-1),

即y=4ex-3e.…(5分)

(Ⅱ) 令f′(x)=ex[x2+(a+2)x)]=0,

解得x=-(a+2)或x=0.…(6分)

当-(a+2)≤0,即a≥-2时,在区间[0,+∞)上,f′(x)≥0,所以f(x)是[0,+∞)上的增函数.

所以方程f(x)=k在[0,+∞)上不可能有两个不相等的实数根.…(8分)

当-(a+2)>0,即a<-2时,f′(x),f(x)随x的变化情况如下表

x0(0,-(a+2))-(a+2)(-(a+2),+∞)
f′(x)0-0+
f(x)-a
a+4
ea+2
由上表可知函数f(x)在[0,+∞)上的最小值为f(-(a+2))=
a+4
ea+2
.…(10分)

因为 函数f(x)是(0,-(a+2))上的减函数,是(-(a+2),+∞)上的增函数,

且当x≥-a时,有f(x)≥e-a(-a)>-a.…(11分)

所以要使方程x的方程f(x)=k在[0,+∞)上有两个不相等的实数根,k的取值范围必须是(

a+4
ea+2
,-a].…(13分)

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