问题 解答题

已知函数f(x)=(ax2bxc)exf(0)=1,f(1)=0.

(1)若f(x)在区间[0,1]上单调递减,求实数a的取值范围;

(2)当a=0时,是否存在实数m使不等式2f(x)+4xexmx+1≥-x2+4x+1对任意x∈R恒成立?若存在,求出m的值,若不存在,请说明理由.

答案

(1)[0,1](2)存在m=4,

f(0)=1,∴f(0)=c·e0c=1,

f(1)=(ab+1)·e1=0,∴ab+1=0,

b=-1-a,∴f(x)=[ax2-(1+a)x+1]·ex.

f′(x)=[ax2+(a-1)xa]ex.

(1)∵函数f(x)在区间[0,1]上单调递减,∴对任意x∈[0,1],有f′(x)≤0,即对任意x∈[0,1],有ax2+(a-1)xa≤0,令g(x)=ax2+(a-1)xa.当a>0时,因为二次函数g(x)=ax2+(a-1)xa的图象开口向上,而g(0)=-a<0,所以需g(1)=a-1≤0,即0<a≤1,当a=0时,对任意x∈[0,1],g(x)=-x≤0成立,符合条件,当a<0时,因为g(0)=-a>0,不符合条件.

a的取值范围是[0,1].

(2)当a=0时,f(x)=(1-x)ex,假设存在实数m,使不等式2f(x)+4xexmx+1≥-x2+4x+1对任意x∈R恒成立.

mx+1≥-x2+4x+1,得x2+(m-4)x≥0对x∈R恒成立.

Δ=(m-4)2≤0,∴m=4.

下面证明:当m=4时,2f(x)+4xexmx+1对x∈R恒成立.

即(2x+2)ex-4x-1≥0,对x∈R恒成立.

g(x)=(2x+2)ex-4x-1,g′(x)=(2x+4)ex-4

g′(0)=0.

x>0时,(2x+4)>4,ex>1,∴(2x+4)ex>4,g′(x)>0,∴g(x)在(0,+∞)上单调递增.

x<0时,(2x+4)<4,0<ex<1,

∴(2x+4)ex<4ex<4,g′(x)<0,

g(x)在(-∞,0)上单调递减.

g(x)ming(0)=2-1=1>0,

g(x)>0,即(2x+2)ex>4x+1对x∈R恒成立,

∴存在m=4,使2f(x)+4xexmx+1≥-x2+4x+1对任意x∈R恒成立

判断题
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