问题 解答题

设a>0,已知函数f(x)=ex(ax2+x+1).

(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;

(Ⅱ)设g(x)=x2-2bx+4.若对∀x1∈[0,1],∃x2∈[1,2],使f(x1)≥g(x2).求实数b的取值范围.

答案

(Ⅰ)∵f'(x)=ex(ax2+x+1+2ax+1)=ex(x+2)(ax+1)(2分)

令f'(x)>0,得(x+2)(ax+1)>0,

当a∈(0,

1
2
)时,f(x)在(-∞,-
1
a
)上递增,在(-
1
a
,-2)
上递减,在-2,+∞上递增;

a=

1
2
时,f(x)在(-∞,+∞)上递增;

a∈(

1
2
,+∞)时,f(x)在(-∞,-2)上递增,在(-2,-
1
a
)
上递减,在(-
1
a
,+∞)
上递增.           (6分)

(Ⅱ)由(Ⅰ)知a>0时,f(x)在[0,1]总是单调增加,

故f(x)在[0,1]的最小值为f(0)=1.              (8分)

由于“对∀x1∈[0,1],∃x2∈[1,2],使f(x1)≥g(x2)成立”等价于

“g(x)在[1,2]上的最小值不大于f(x)在[0,1]上的最小值1”.      (9分)

又g(x)=(x-b)2+4-b2,x∈[1,2],所以,

①当b<1时,因为[g(x)]min=g(1)=5-2b≤1,此时无解;

②当b∈[1,2]时,因为[g(x)]min=4-b2≤1,解得

3
≤b≤2;

③当b∈(2,+∞)时,因为[g(x)]min=g(2)=8-4b≤1,解得b>2;

综上,b的取值范围是[

3
,+∞).                (12分)

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