问题 解答题
设f(x)=ex(ax2+x+1).
(1)若a≤0,讨论f(x)的单调性;
(2)若x=1是函数f(x)的极值点,
证明:当θ∈[0,
π
2
]时,|f(cosθ)-f(sinθ)|<2.
答案

(1)∵f(x)=ex(ax2+x+1),

∴f′(x)=ex(ax2+x+1)+ex(2ax+1)=ex[ax2+(2a+1)x+2],

①当a=0时,f′(x)=ex(x+2),令f′(x)>0,可得x>-2,令f′(x)<0,可得x<-2,

∴f(x)在(-∞,-2)上单调递减,在(-2,+∞)上单调递增;

②当a<0时,f′(x)═aex(x+

1
a
)(x+2),

令f′(x)>0,可得-2<x<-

1
a
,令f′(x)<0,可得x<-2或x>-
1
a

∴f(x)在(-∞,-2)和(-

1
a
,+∞)上单调递减,在(-2,-
1
a
)上单调递增.

综合①②,当a=0时,f(x)在(-∞,-2)上单调递减,在(-2,+∞)上单调递增,

当a<0时,f(x)在(-∞,-2)和(-

1
a
,+∞)上单调递减,在(-2,-
1
a
)上单调递增;

(2))∵当x=1时,f(x)有极值,

∴f′(1)=0,

∴3ae(1+

1
a
)=0,解得a=-1,

∴f(x)=ex(-x2+x+1),f′(x)=-ex(x-1)(x+2),

令f′(x)>0,解得-2<x<1,

∴f(x)在[-2,1]上单调递增,

∴函数f(x)在[0,1]单调增,

∴f(x)在[0,1]的最大值为f(1)=e,最小值为f(0)=1,

从而对任意x1,x2∈[0,1],有|f(x1)-f(x2)|≤e-1<2.

而当θ∈[0,

π
2
]时,cosθ,sinθ∈[0,1].

从而|f(cosθ)-f(sinθ)|<2,

故当θ∈[0,

π
2
]时,|f(cosθ)-f(sinθ)|<2.

单项选择题
问答题