Question

已知函數(shù)f（x）=[x²-（a+2）x-2a²+a+2]e^x．
（1）求函數(shù)f（x）的單調(diào)增區(qū)間；
（2）設(shè)a＞0，x=2是f（x）的極值點(diǎn)，函數(shù)h（x）=xe^-xf（x）．若過點(diǎn)A（0，m）（m≠0）可作曲線y=h（x）的三條切線，求實(shí)數(shù)m的取值范圍；
（3）設(shè)a＞1，函數(shù)g（x）=（a²+4）e^x，若存在x₁∈[0，1]、x₂∈[0，1]，使|f（x₁）-f（x₂）|＜12，求實(shí)數(shù)a的取值范圍．

Answer 1

【答案】分析：（1）求導(dǎo)函數(shù)，令由f'（x）≥0，對(duì)a分類討論，即可求得函數(shù)f（x）的單調(diào)增區(qū)間；
（2）根據(jù)x=2是f（x）的極值點(diǎn)，求得函數(shù)的解析式，進(jìn)而可得函數(shù)h（x）的解析式，求得A（0，m）（m≠0）不在曲線上，設(shè)切點(diǎn)坐標(biāo)為（a，h（a）），可得2a³-3a²+m=0，于是問題轉(zhuǎn)化為關(guān)于a的方程2a³-3a²+m=0有三個(gè)不等實(shí)根，構(gòu)造函數(shù)，可求m的取值范圍；
（3）確定函數(shù)f（x）、g（x）的值域，要滿足題意，只需a²+4-（-2a²+a+2）＜12且a＞1，由此可求實(shí)數(shù)a的取值范圍．
解答：解：（1）∵f（x）=[x²-（a+2）x-2a²+a+2]e^x
∴f'（x）=（x²-ax-2a²）e^x
由f'（x）≥0得：（x+a）（x-2a）≥0
①當(dāng)a＞0時(shí)，x≤-a或x≥2a，∴f（x）的增區(qū)間為（-∞，-a]，[2a，+∞）
②當(dāng)a=0時(shí)，x∈R，∴f（x）的增區(qū)間為（-∞，+∞）
③當(dāng)a＜0時(shí)，x≤2a或x≥-a，∴f（x）的增區(qū)間為（-∞，-a]，[-a，+∞）
（2）∵x=2是f（x）的極值點(diǎn)，∴f′（2）=0即a²+a-2=0，∴a=-2或a=1
∵a＞0，∴a=1，∴f（x）=（x²-3x+1）e^x，∴h（x）=xe^-xf（x）=x³-3x²+x．
∵A（0，m）（m≠0），∴A不在曲線上
設(shè)切點(diǎn)坐標(biāo)為（a，h（a）），則h′（a）=，即2a³-3a²+m=0
于是問題轉(zhuǎn)化為關(guān)于a的方程2a³-3a²+m=0有三個(gè)不等實(shí)根
令φ（a）=2a³-3a²+m，則φ′（a）=6a（a-1）
由φ′（a）≥0得a≤0或a≥1
∴φ（a）在（-∞，0）上單調(diào)遞增，在（0，1）上單調(diào)遞減，在（1，+∞）上單調(diào)遞增
∴當(dāng)φ（0）=m＞0，φ（1）=m-1＜0，即0＜m＜1時(shí)，方程2a³-3a²+m=0有三個(gè)不等實(shí)根
∴m的取值范圍為（0，1）；
（3）當(dāng)a＞1時(shí)，由（1）可知，函數(shù)在[0，1]上單調(diào)遞減，∴x₁∈[0，1]時(shí)，函數(shù)f（x）的值域?yàn)閇（1-2a²）e，-2a²+a+2]
∵函數(shù)g（x）=（a²+4）e^x，在[0，1]上單調(diào)遞增，∴x₂∈[0，1]時(shí)，函數(shù)g（x）的值域?yàn)閇a²+4，（a²+4）e]
∵a²+4＞-2a²+a+2
∴要滿足題意，只需a²+4-（-2a²+a+2）＜12且a＞1
∴1＜a＜2
∴實(shí)數(shù)a的取值范圍為（1，2）．
點(diǎn)評(píng)：本題考查導(dǎo)數(shù)知識(shí)的運(yùn)用，考查函數(shù)的單調(diào)性，考查曲線的切線，考查恒成立問題，正確求導(dǎo)，確定函數(shù)的單調(diào)性與最值時(shí)關(guān)鍵．