问题 解答题

已知函数f(x)=(x2-mx+m)•ex(m∈R).

(Ⅰ)若函数f(x)存在零点,求实数m的取值范围;

(Ⅱ)当m<0时,求函数f(x)的单调区间;并确定此时f(x)是否存在最小值,如果存在,求出最小值,如果不存在,请说明理由.

答案

(Ⅰ)设f(x)有零点,即函数g(x)=x2-mx+m有零点,

所以m2-4m≥0,解得m≥4或m≤0.

(Ⅱ)f'(x)=(2x-m)•ex+(x2-mx+m)•ex=x(x-m+2)ex

令f'(x)=0,得x=0或x=m-2,

因为m<0时,所以m-2<0,

当x∈(-∞,m-2)时,f'(x)>0,函数f(x)单调递增;

当x∈(m-2,0)时,f'(x)<0,函数f(x)单调递减;

当x∈(0,+∞)时,f'(x)>0,函数f(x)单调递增.

此时,f(x)存在最小值.f(x)的极小值为f(0)=m<0.

根据f(x)的单调性,f(x)在区间(m-2,+∞)上的最小值为m,

解f(x)=0,得f(x)的零点为x1=

m-
m2-4m
2
x2=
m+
m2-4m
2

结合f(x)=(x2-mx+m)•ex

可得在区间(-∞,x1)和(x2,+∞)上,f(x)>0

因为m<0,所以x1<0<x2

并且x1-(m-2)=

m-
m2-4m
2
-m+2=
-m+4-
m2-4m
2
-m+4-
m2-4m+4
2

=

-m+4-|m-2|
2
=
-m+4-(2-m)
2
=1>0

即x1>m-2,

综上,在区间(-∞,x1)和(x2,+∞)上,f(x)>0,f(x)在区间(m-2,+∞)上的最小值为m,m<0,

所以,当m<0时f(x)存在最小值,最小值为m.

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