问题 解答题

设函数f(x)=(x2+ax+b)ex(x∈R).

(1)若a=2,b=-2,求函数f(x)的极大值;

(2)若x=1是函数f(x)的一个极值点.

①试用a表示b;

②设a>0,函数g(x)=(a2+14)ex+4.若ξ1、ξ2∈[0,4],使得|f(ξ1)-g(ξ2)|<1成立,求a的取值范围.

答案

(1)(2)①b=-3-2a②1-<a<1+.

(1)∵f′(x)=(2x+a)ex+(x2+ax+b)ex=[x2+(2+a)x+(a+b)]ex

当a=2,b=-2时,f(x)=(x2+2x-2)ex

则f′(x)=(x2+4x)ex

令f′(x)=0得(x2+4x)ex=0,

∵ex≠0,∴x2+4x=0,解得x=-4或x=0,

列表如下:

x(-∞,-4)-4(-4,0)0(0,+∞)
f′(x)00
f(x)极大值极小值
∴当x=-4时,函数f(x)取极大值,f(x)极大值.

(2)①由(1)知f′(x)=[x2+(2+a)x+(a+b)]ex.

∵x=1是函数f(x)的一个极值点,∴f′(1)=0,

即e[1+(2+a)+(a+b)]=0,解得b=-3-2a.

②由①知f′(x)=ex[x2+(2+a)x+(-3-a)]=ex(x-1)[x+(3+a)],

当a>0时,f(x)在区间(0,1)上的单调递减,在区间(1,4)上单调递增,

∴函数f(x)在区间[0,4]上的最小值为f(1)=-(a+2)e.

∵f(0)=b=-3-2a<0,f(4)=(2a+13)e4>0,

∴函数f(x)在区间[0,4]上的值域是[f(1),f(4)],

即[-(a+2)e,(2a+13)e4].

又g(x)=(a2+14)ex+4在区间[0,4]上是增函数,且它在区间[0,4]上的值域是[(a2+14)e4,(a2+14)e8],

∴(a2+14)e4-(2a+13)e4=(a2-2a+1)e4=(a-1)2e4≥0,

∴存在ξ1、ξ2∈[0,4]使得|f(ξ1)-g(ξ2)|<1成立只须(a2+14)e4-(2a+13)e4<1(a-1)2e4<1(a-1)21-<a<1+.

单项选择题
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