问题 解答题

已知f(x)=x2+ax+a(a≤2,x∈R),g(x)=e-x,φ(x)=f(x)•g(x).

(1)当a=1时,求φ(x)的单调区间;

(2)求g(x)在点(0,1)处的切线与直线x=1及曲线g(x)所围成的封闭图形的面积;

(3)是否存在实数a,使φ(x)的极大值为3?若存在,求出a的值,若不存在,请说明理由.

答案

(1)当a=1时,φ(x)=(x2+x+1)e-x.φ′(x)=e-x(-x2+x)

当φ′(x)>0时,0<x<1;当φ′(x)<0时,x>1或x<0

∴φ(x)单调减区间,(-∞,0),(1,+∞),单调增区间为:(0,1)

(2)k=g'(0)=-e-x|x-0=-1,切线方程为:y=-x+1

所围成的封闭图形的面积为S=∫01[e-x-(-x+1)]dx=∫01(e-x+x-1)dx=(-e-x+

1
2
x2-x)
l10
=
1
2
-
1
e
10
=
1
2
-
1
e

(3)φ′(x)=(2x+a)e-x-e-x(x2+ax+a)=e-x[-x2+(2-a)x]

令φ′(x)=0,得x=0或x=2-a:

由表可知,φ(x)极大=φ(2-a)=(4-a)ea-2

设μ(a)=(4-a)ea-2,μ′(a)=(3-a)ea-2>,

∴μ(a)在(-∞,2)上是增函数,

∴μ(a)≤μ(2)=2<3,即(4-a)ea-2≠3,

∴不存在实数a,使φ(x)极大值为3.(14分)

单项选择题
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