问题 解答题
设a∈R,函数f(x)=
e-x
2
(ax2+a+1),其中e是自然对数的底数.
(1)判断f(x)在R上的单调性;
(2)当-1<a<0时,求f(x)在[1,2]上的最小值.
答案

(1)由已知f′(x)=-

1
2
e-x(ax2+a+1)+
1
2
e-x•2ax

=

1
2
e-x(-ax2+2ax-a-1).

因为

1
2
e-x>0,以下讨论函数g(x)=-ax2+2ax-a-1值的情况:

当a=0时,g(x)=-1<0,即f′(x)<0,所以f(x)在R上是减函数.

当a>0时,g(x)=0的判别式△=4a2-4(a2+a)=-4a<0,所以g(x)<0,

即f′(x)<0,所以f(x)在R上是减函数.

当a<0时,g(x)=0有两个根x1,2=

-a
a
,并且
a+
-a
a
a-
-a
a

所以在区间(-∞,

a+
-a
a
)上,g(x)>0,即f'(x)>0,f(x)在此区间上是增函数;

在区间(

a+
-a
a
a-
-a
a
)上,g(x)<0,即f′(x)<0,f(x)在此区间上是减函数.

在区间(

a-
-a
a
,+∞)上,g(x)>0,即f′(x)>0,f(x)在此区间上是增函数.

综上,当a≥0时,f(x)在R上是减函数;

当a<0时,f(x)在(-∞,

a+
-a
a
)上单调递增,在(
a+
-a
a
a-
-a
a
)上单调递减,

在(

a-
-a
a
,+∞)上单调递增.

(2)当-1<a<0时,

a+
-a
a
=1+
-a
a
<1,
a-
-a
a
=1+
1
-a
>2,

所以在区间[1,2]上,函数f(x)单调递减.

所以函数f(x)在区间[1,2]上的最小值为f(2)=

5a+1
2e2

选择题
单项选择题 A3/A4型题