问题 解答题

设 x=0是函数f(x)=(x2+ax+b)ex(x∈R)的一个极值点.

(1)求 a与b的关系式(用a表示b),并求f(x)的单调区间;

(2)设 a>0,g(x)=-(a2-a+1)ex+2,问是否存在ξ1,ξ2∈[-2,2],使得|f(ξ1)-g(ξ2)|≤1成立?若存在,求 a的取值范围;若不存在,说明理由.

答案

(1)f'(x)=[x2+(a+2)x+a+b]ex(2分)

由f'(0)=0,得b=-a(4分)

∴f(x)=(x2+ax-a)ex

f'(x)=[x2+(a+2)x]ex=x(x+a+2)ex

令f'(x)=0,得x1=0,x2=-a-2

由于x=0是f(x)极值点,故x1≠x2,即a≠-2

当a<-2时,x1<x2,故f(x)的单调增区间是(-∞,0]和[-a-2,+∞),单调减区间是[0,-a-2](6分)

当a>-2时,x1>x2,故f(x)的单调增区间是(-∞,-a-2]和[0,+∞),单调减区间是[-a-2,0](8分)

(2)当a>0时,-a-2<-2,f(x)在[-2,0]上单调递减,在[0,2]上单调递增,

因此f(x)在[-2,2]上的值域为[f(0),max[f(-2),f(2)]]=[-a,(4+a)e2](10分)

而g(x)=-(a2-a+1)ex+2=-[(a-

1
2
)2+
3
4
]ex+2在[-2,2]上单调递减,

所以值域是[-(a2-a+1)]e4,-(a2-a+1)](12分)

因为在[-2,2]上,fmin(x)-gmax(x)=-a+(a2-a+1)=(a-1)2≥0(13分)

所以,a只须满足

a>0
-a+(a2-a+1)≤1
,解得0<a≤2

即当a∈(0,2]时,存在ξ1、ξ2∈[-2,2]使得|f(ξ1)-g(ξ2)|≤1成立.(14分)

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