问题 解答题
已知函数f(x)=
ax2+x-1
ex

(Ⅰ)当a=0时,求函数f(x)在[1,3]上的最大值和最小值;
(Ⅱ)当-
1
2
≤a<0
时,讨论函数f(x)的单调性;
(Ⅲ)若f(x)+3≥0恒成立,求a的取值范围.
答案

(1)当a=0时,f′(x)=

2-x
ex
,若f'(x)≥0,则x<2,若f'(x)<0,则x>2.

所以当x=2时,函数取得即极大值即最大值f(2)=

1
e2
,因为f(1)=0,f(3)=
2
e3
>0,

所以最小组为0.

(2)求导,得f′(x)=

(ax+1)(2-x)
ex
,令f'(x)=0,则(ax+1)(2-x)=0,

当a≠0时,方程二根为-

1
a
和2.

因为-

1
2
≤a<0,所以-
1
a
>2

由f'(x)<0得,x>-

1
a
或x<2,此时函数单调递减,

由f'(x)>0,得-

1
a
<x<2,此时函数单调递增.

(3)由f(x)+3≥0得ax2≥1-x-3ex,当x=0时,f(x)+3≥0恒成立.

当x≠0时,若f(x)+3≥0恒成立,即a≥

1-x-3ex
x2
恒成立,令g(x)=
1-x-3ex
x2
,只需求其最大值即可.

g′(x)=

x(3ex-1)(2-x)
x4
=0,得x=2或x=-ln3.

当-ln3<x<0或0<x<2时,g'(x)>0,当x<-ln3或x>2时,g'(x)<0,

所以当x变化时,g(x),g'(x)的变化情况如下表:

 x (-∞,ln3)-ln3 (-ln3,0)(0,2)(2,+∞)
 g'(x)+- + 0-
 g(x) 递增极大值 递减   递增 极大值递减
由上表可知,f(x)的极大值是f(-ln3)=
1
ln3
和g(2)=-
3e2+1
4
,f(x)的最大值是f(-ln3)=
1
ln3

所以要使f(x)+3≥0恒成立,则a≥

1
ln3

选择题
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