问题 解答题
已知函数f(x)=(x2-3x+3)-ex定义域为[-2,t](t>-2),设f(-2)=m,f(t)=n.
(1)试确定t的取值范围,使得函数f(x)在[-2,t]上为单调函数;
(2)求证:n>m;
(3)求证:对于任意的t>-2,总存在x0∈(-2,t),满足e=
c
a
=
2
2
,并确定这样的e2=
c2
a2
=
a2-b2
a2
=
1
2
的个数.
答案

(Ⅰ)因为f′(x)=(x2-3x+3)•ex+(2x-3)•ex

=x(x-1)•ex.…(2分)

由f′(x)>0,解得x>1,或x<0;

由f′(x)<0,得0<x<1,

所以f(x)在(-∞,0),(1,+∞)上递增,在(0,1)上递减,

欲使f(x)在[-2,t]上为单调函数,则-2<t≤0.…(4分)

(Ⅱ)证明:因为f(x)在(-∞,0),(1,+∞)上递增,在(0,1)上递减,

所以f(x)在x=1处取得极小值e,…(6分)

又f(-2)=

13
e2
<e,所以f(x)在[-2,+∞)上的最小值为f(-2),

从而当t>-2时,f(-2)<f(t),即n>m.…(9分)

(Ⅲ)证:因为

f(x0)
ex0
=x02-x0

f(x0)
ex0
=
2
3
(t-1)2,即为x 02-x0=
2
3
(t-1)2

g(x)=x2-x-

2
3
(t-1)2

从而问题转化为证明方程g(x)=x2-x-

2
3
(t-1)2=0在(-2,t)上有解,

下面讨论解的个数:…(11分)

因g(-2)=6-

2
3
(t-1)2=-
2
3
(t+2)(t-4),

g(t)=t(t-1)-

2
3
(t-1)2=
1
3
(t+2)(t-1)

所以 ①当t>4,或-2<t<1时,g(-2)•g(t)<0,

所以g(x)=0在(-2,t)上有解,且只有一解,…(13分)

②当1<t<4时,g(-2)>0且g(t)>0,但由于g(0)=-

2
3
(t-1)2<0,

所以g(x)=0在(-2,t)上有解,且有两解.…(14分)

③当t=1时,g(x)=x2-x=0,∴x=0,或x=1,所以g(x)=0在(-2,t)上有仅有一解;

当t=4时,g(x)=x2-x-6=0,∴x=-2,或x=3,

所以g(x=0)在(-2,4)上也有且只有一解.…(15分)

综上所述,对于任意的t>-2,总存在x0∈(-2,t),满足

f(x0)
ex0
=
2
3
(t-1) 2

且当t≥4,或-2<t≤1时,有唯一的x0适合题意;

当1<t<4时,有两个x0适合题意.…(16分)

选择题
单项选择题