问题 解答题

已知函数f(x)=ex•g(x),其中g(x)=ax2-2x-2.

(1)若存在x∈R,使得g(x)>0成立,求实数a的取值范围;

(2)求函数y=f(|sinx|)的值域.

答案

(1)存在x∈R,使得g(x)>0,

即存在x∈R,使得ax2-2x-2>0,

当a>0时,满足要求;当a=0时,满足要求;

当a<0时,△>0,解得-

1
2
<a<0

综上得,a>-

1
2
(4分)

(2)f(x)=ex•g(x)=ex•(ax2-2x-2)

∴f′(x)=(ex)′•(ax2-2x-2)+ex•(ax2-2x-2)′

=ex•(ax2-2x-2)+ex•(2ax-2)

=ex•[ax2+(2a-2)x-4]

设|sinx|=t,(0≤t≤1),则转化为求函数y=f(t),(0≤t≤1)的值域.

当a=0时,f′(x)=-2ex•(x+2)<0,此时函数f(t)在[0,1]上为减函数,

∴函数f(t)的值域为[f(1),f(0)],即[(a-4)e,-2]

当a<0时,f(x)=ex•[ax2+(2a-2)x-4]=a•ex•(x-

2
a
)(x+2)<0

此时函数f(t)在[0,1]上为减函数,

∴函数f(t)的值域为[f(1),f(0)],即[(a-4)e,-2](6分)

当a>0时,f(x)=ex•[ax2+(2a-2)x-4]=a•ex•(x-

2
a
)(x+2)

令f′(x)=0,解得x=

2
a
或x=-2(舍).

当x变化时,f(x)与f′(x)的变化情况如下表:

2
a
≥1,即0<a≤2时,函数f(t)在[0,1]上为减函数.

∴函数f(t)的值域为[f(1),f(0)],即[(a-4)e,-2]

0<

2
a
<1,即a>2时,函数f(t)在(0,
2
a
)
上递减,在(
2
a
,1)
上递增

ymin=f(

2
a
)=-2e
2
a
函数f(t)在[0,1]上的最大值为f(0)与f(1)中的较大者

∵f(0)=-2,f(1)=(a-4)e,∴f(1)-f(0)=(a-4)e+2

∴当a>4-

2
e
时,f(1)>f(0),此时ymax=f(1)=(a-4)e;

a=4-

2
e
时,f(1)=f(0),此时ymax=f(0)=f(1)=-2;

2<a<4-

2
e
时,f(1)<f(0),此时ymax=f(0)=-2(13分)

综上,当a≤2时,函数f(|sinx|)的值域为[(a-4)e,-2];

2<a≤4-

2
e
时,函数f(|sinx|)的值域为[-2e
2
a
,-2]

a>4-

2
e
时,函数f(|sinx|)的值域为[-2e
2
a
,(a-4)e]
.(14分)

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