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
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(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 | ↗ |
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),
由
,f(1)=(a-1)•2e≤4e,解得-1≤a≤1;a≤1 f(a-2)=4ea-2≤4e
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
(t-2)2,1 2
∴x 2-2x=
(t-2)2,1 2
令g(x)=x2-2x-
(t-2)2,1 2
从而问题转化为证明当2<t<6时,
函数g(x)=x2-2x-
(t-2)2在[-2,t]与x轴有两个不同的交点,1 2
∵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
(t-2)2在区间[-2,t]上总有两个不同的解.(15分)1 2