问题 解答题
已知函数f(x)=(x2-3x+3)•ex定义域为[-2,t](t>-2),设f(-2)=m,f(t)=n.
(Ⅰ)试确定t的取值范围,使得函数f(x)在[-2,t]上为单调函数;
(Ⅱ)求证:n>m;
(Ⅲ)求证:对于任意的t>-2,总存x0∈(-2,t),满足
f′(x0)
ex0
=
2
3
(t-1)2
,并确定这样的x0的个数.
答案

(Ⅰ)因为f′(x)=(2x-3)ex+(x2-3x+3)ex

由f′(x)>0⇒x>1或x<0,

由f′(x)<0⇒0<x<1,

∴函数f(x)在(-∞,0),(1,+∞)上单调递增,在(0,1)上单调递减,

∵函数f(x)在[-2,t]上为单调函数,

∴-2<t≤0,

(Ⅱ)证:因为函数f(x)在(-∞,0)∪(1,+∞)上单调递增,在(0,1)上单调递减,

所以f(x)在x=1处取得极小值e,

又f(-2)=13e-2<e,

所以f(x)在[2,+∞)上的最小值为f(-2),

从而当t>-2时,f(-2)<f(t),

即m<n,

(Ⅲ)证:因为

f′(x0)
ex0
=x20
-x0

f′(x0)
ex0
=
2
3
(t-1)2

即为x02-x0=

2
3
(t-1)2

令g(x)=x2-x-

2
3
(t-1)2

从而问题转化为证明方程g(x)=x2-x-

2
3
(t-1)2=0在(-2,t)上有解并讨论解的个数,

因为g(-2)=6-

2
3
(t-1)2=-
2
3
(t-4)(t+2)

g(t)=t(t-1)-

2
3
(t-1)2=
1
3
(t+2)(t-1)

所以当t>4或-2<t<1时,g(-2)•g(t)<0,

所以g(x)=0在(-2,t)上有解,且只有一解,

当1<t<4时,g(-2)>0且g(t)>0,

但由于g(0)=-

4
3
(t-1)2<0,

所以g(x)=0在(-2,t)上有解,且有两解,

当t=1时,g(x)=x2-x=0,

解得x=0或1,

所以g(x)=0在(-2,t)上有且只有一解,

当t=4时,g(x)=x2-x-6=0,

所以g(x)=0在(-2,t)上也有且只有一解,

综上所述,对于任意的t>-2,总存在x0∈(-2,t),满足

f′(x0)
ex0
=
2
3
(t-1)2

且当t≥4或-2<t≤1时,有唯一的x0适合题意,

当1<t<4时,有两个x0适合题意.

选择题
不定项选择