已知函數(shù)f(x)=(x2-a)ex.
(Ⅰ)若函數(shù)f(x)在R上不是單調(diào)函數(shù),求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(Ⅱ)當(dāng)a=-1時,討論函數(shù)g(x)=f'(x)-4xex-x(x>1)的零點(diǎn)個數(shù).
解:(Ⅰ)f'(x)=(x
2+2x-a)e
x,由題意知方程x
2+2x-a=0有兩個不同的實(shí)數(shù)解,所以△=4+8a>0,解得
.
因此,實(shí)數(shù)a的取值范圍是
.--------(6分)
(Ⅱ)g(x)=(x-1)
2e
x-x(x>1),g'(x)=e
x(x
2-1)-1.--------(7分)
設(shè)h(x)=e
x(x
2-1)-1(x>1),h'(x)=e
x(x
2+2x-1),
因為x>1,所以h'(x)>0,故h(x)在(1,+∞)上是增函數(shù),---------(9分)
又h(1)=-1<0,h(2)=3e
2-1>0,
因此在(1,2)內(nèi)存在唯一的實(shí)數(shù)x
0,使得h(x
0)=0,--------------(11分)
因為h(x)在(1,+∞)上是增函數(shù),所以在(1,+∞)內(nèi)存在唯一的實(shí)數(shù)x
0,使得h(x
0)=0.
h(x)與h'(x)隨x的變化情況如下表:
x | (1,x0) | x0 | (x0,+∞) |
g'(x) | - | 0 | + |
g(x) | ↘ | 極小值 | ↗ |
由上表可知,g(x
0)=g(1)=-1<0,又g(2)=e
2-2>0,
故g(x)的大致圖象右圖所示:
所以函數(shù)g(x)在(1,+∞)內(nèi)只有一個零點(diǎn).--------(15分)
分析:(Ⅰ)求導(dǎo)函數(shù),可得f'(x)=(x
2+2x-a)e
x,由題意知方程x
2+2x-a=0有兩個不同的實(shí)數(shù)解,由此可求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(Ⅱ)確定函數(shù)的單調(diào)性,利用零點(diǎn)存在定理,即可求得結(jié)論.
點(diǎn)評:本題考查導(dǎo)數(shù)知識的運(yùn)用,考查函數(shù)的單調(diào)性,考查函數(shù)的零點(diǎn),考查學(xué)生分析解決問題的能力,屬于中檔題.