问题 解答题
已知函数f(x)=(x-a)2ex,a∈R.
(1)求f(x)的单调区间;
(2)对任意的x∈(-∞,1],不等式f(x)≤4e恒成立,求a的取值范围;
(3)求证:当a=2,2<t<6时,关于x的方程
f(x)
ex
=
1
2
(t-2)2
在区间[-2,t]上总有两个不同的解.
答案

(1)f′(x)=2(x-a)ex+(x-a)2ex

=(x-a)[x-(a-2)]ex.…2分

令f′(x)=0,得x1=a-2,x2=a.

当x变化时,f′(x)、f(x)的变化如下:

x(-∞,a-2)a-2(a-2,a)a(a,+∞)
f′(x)+0-0+
f(x)极大值极小值
所以f(x)的单调递增区间是(-∞,a-2),(a,+∞),

单调递减区间是(a-2,a).…6分

(2)由(Ⅰ)得[f(x)]极大=f(a-2)=4ea-2.

①当a≤1时,f(x)在(-∞,1]上的最大值为f(a-2)或f(1),

a≤1
f(a-2)=4ea-2≤4e
,f(1)=(a-1)•2e≤4e,解得-1≤a≤1;

②当a-2≤1<a,即1<a≤3时,f(x)在(-∞,1]上的最大值为f(a-2),

此时f(a-2)=4ea-2≤4e3-2=4e;

③当a-2>1,即a>3时,f(1)=(a-1)2e>4e,f(x)≤4e不恒成立.

综上,a的取值范围是[-1,3].…12分

(III)∵f′(x)=x(x-2)ex

f(x)
ex
=
1
2
(t-2)2

x 2-2x=

1
2
(t-2)2

令g(x)=x2-2x-

1
2
(t-2)2

从而问题转化为证明当2<t<6时,

函数g(x)=x2-2x-

1
2
(t-2)2在[-2,t]与x轴有两个不同的交点,

∵g(-2)>0,g(t)>0,g(0)<0,

∴g(x)=0在[-2,t]上有解,且有两解.

所以,当a=2,2<t<6时,关于x的方程

f(x)
ex
=
1
2
(t-2)2在区间[-2,t]上总有两个不同的解.(15分)

单项选择题
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