问题 解答题

已知函数f(x)=(ax2+x)ex在[-1,1]上是单调增函数,其中e是自然对数的底数,求a的取值范围.

答案

由f(x)=(ax2+x)ex,得

f′(x)=(2ax+1)ex+(ax2+x)ex=[ax2+(2a+1)x+1]ex

①当a=0时,f′(x)=(x+1)ex,f′(x)≥0在[-1,1]上恒成立,

当且仅当x=-1时取等号,故a=0符合要求;

②当a≠0时,令g(x)=ax2+(2a+1)x+1,

因为△=(2a+1)2-4a=4a2+1>0,

所以g(x)有两个不相等的实数根x1,x2,不妨设x1>x2

因此f(x)有极大值又有极小值.

若a>0,因为g(-1)g(0)=-a<0,

所以f(x)在(-1,1)内有极值点,

故f(x)在[-1,1]上不单调.

若a<0,可知x1>0>x2,因为g(x)的图象开口向下,要使f(x)在[-1,1]上单调,

因为g(0)=1>0,必须满足

g(1)≥0
g(-1)≥0
,即
3a+2≥0
-a≥0
,所以-
2
3
≤a<0

综上可知,a的取值范围是[-

2
3
,0].

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