问题 解答题

己知函数f(x)=(mx+n)e-x在x=1处取得极值e-1

(I )求函数f(x)的解析式,并求f(x)的单调区间;

(II )当.x∈(a,+∞)时,f(2x-a)+f(a)>2f(x),求a的取值范围.

答案

(Ⅰ)由f(x)=(mx+n)e-x,得

f′(x)=-(mx+n-m)e-x

依题意,f(1)=e-1,f′(1)=0,即

(m+n)e-1=e-1
-ne-1=0
,解得m=1,n=0.

所以f(x)=xe-x

f′(x)=-(x-1)e-x

当x∈(-∞,1)时,f′(x)>0;当x∈(1,+∞)时,f′(x)<0.

所以,函数f(x)在(-∞,1)单调递增,在(1,+∞)单调递减;

(Ⅱ)设g(x)=f(2x-a)+f(a)-2f(x),则g′(x)=2[f′(2x-a)-f′(x)].

设h(x)=f′(x)=-(x-1)e-x,则h′(x)=(x-2)e-x

当x∈(-∞,2)时,h′(x)<0,h(x)单调递减;

当x∈(2,+∞)时,h′(x)>0,h(x)单调递增.

(1)若a≥2,则当x∈(a,+∞)时,2x-a>x,h(2x-a)>h(x),即f′(2x-a)>2f′(x),

所以g′(x)>0,g(x)在(a,+∞)单调递增,此时g(x)>g(a)=0,

即f(2x-a)+f(a)-2f(x)>0.

(2)若a<2,则当x∈(a,

a+2
2
)时,2x-a>x,h(2x-a)<h(x),即f′(2x-a)<2f′(x),

所以g′(x)<0,g(x)在(a,2)单调递减,此时g(x)<g(a)=0.

综上,a的取值范围是[2,+∞).

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