设x=3是函数f(x)=(
①求a与b的关系式(用a表示b); ②求f(x)的单调区间; ③设a>0,g(x)=(
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①f′(x)=-[x2+(a-2)x+b-a]e3-x,
由f′(3)=0,得-[32+(a-2)3+b-a]e3-3=0,即得b=-3-2a,
②则f′(x)=[x2+(a-2)x-3-2a-a]e3-x
=-[x2+(a-2)x-3-3a]e3-x=-(x-3)(x+a+1)e3-x.
令f′(x)=0,得x1=3或x2=-a-1,
由于x=3是极值点,
所以x+a+1≠0,那么a≠-4.
当a<-4时,x2>3=x1,则
在区间(-∞,3)上,f′(x)<0,f(x)为减函数;
在区间(3,-a-1)上,f′(x)>0,f(x)为增函数;
在区间(-a-1,+∞)上,f′(x)<0,f(x)为减函数.
当a>-4时,x2<3=x1,则
在区间(-∞,-a-1)上,f′(x)<0,f(x)为减函数;
在区间(-a-1,3)上,f′(x)>0,f(x)为增函数;
在区间(3,+∞)上,f′(x)<0,f(x)为减函数.
③由②知,当a>0时,f(x)在区间(0,3)上的单调递增,在区间(3,4)上单调递减,
那么f(x)在区间[0,4]上的值域是[min(f(0),f(4)),f(3)],
而f(0)=-(2a+3)e3<0,f(4)=(2a+13)e-1>0,f(3)=a+6,
那么f(x)在区间[0,4]上的值域是[-(2a+3)e3,a+6].
又g(x)=(
+a 2
)25 4
在区间[0,4]上是增函数,e x
且它在区间[0,4]上的值域是[a2+
,(a2+25 4
)e4],25 4
由于(a2+
)-(a+6)=a2-a+25 4
=(a-1 4
)2≥0,1 2
所以只须仅须(a2+
)-(a+6)<1且a>0,25 4
解得0<a<
.3 2
故a的取值范围是(0,
).3 2