问题 解答题

已知函数f(x)=x2e-ax,其中a>0.

(I)求f(x)的单调区间;

(II)求f(x)在[1,2]上的最大值

答案

(Ⅰ)f'(x)=2xe-ax+x2(-a)e-ax=e-ax(-ax2+2x)(2分)

令f'(x)>0,∵e-ax>0(3分)

∴-ax2+2x>0,解得0<x<

2
a
.(4分)

∴f(x)在(-∞,0)和(

2
a
,+∞)内是减函数,在(0,
2
a
)
内是增函数.(6分)

(Ⅱ)①当0<

2
a
<1,即a>2时,f(x)在(1,2)内是减函数.

∴在[1,2]上fmax(x)=f(1)=e-a;(8分)

②当1≤

2
a
≤2,即1≤a≤2时,f(x)在(1,
2
a
)
内是增函数,在(
2
a
,2)
内是减函数.

∴在[1,2]上fmax(x)=f(

2
a
)=4a-2e-2;(10分)

③当

2
a
>2,即0<a<1时,f(x)在(1,2)是增函数.

∴在[1,2]上fmax(x)=f(2)=4e-2a.(12分)

综上所述,当0<a<1时,f(x)在[1,2]上的最大值为4e-2a

当1≤a≤2时,f(x)在[1,2]上的最大值为4a-2e-2

当a>2时,f(x)在[1,2]上的最大值为e-a.(13分)

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