【題目】已知a≥0,函數(shù)f(x)=(x2﹣2ax)ex
(1)當(dāng)x為何值時(shí),f(x)取得最小值?證明你的結(jié)論;
(2)設(shè)f(x)在[﹣1,1]上是單調(diào)函數(shù),求a的取值范圍.

【答案】
(1)解:令f'(x)=0即[x2﹣2(a﹣1)x﹣2a]ex=0∴x2﹣2(a﹣1)x﹣2a=0

∵△=[2(a﹣1)]2+8a=4(a2+1)>0∴x1=a﹣1﹣ ,x2=a﹣1+

又∵當(dāng)x∈(﹣∞,a﹣1﹣ )時(shí),f'(x)>0;

當(dāng)x∈(a﹣1﹣ ,a﹣1+ )時(shí),f'(x)<0;

當(dāng)x∈(a﹣1+ ,+∞)時(shí),f'(x)>0.

列表如下:

x

(﹣∞,a﹣1﹣

a﹣1﹣

(a﹣1﹣ ,a﹣1+

a﹣1+

(a﹣1+ ,+∞)

f′(x)

+

0

0

+

f(x)

極大值

極小值

∴x1,x2分別為f(x)的極大值與極小值點(diǎn).

又∵ f(x)=0;當(dāng)x→+∞時(shí),f(x)→+∞.

而f(a﹣1+ )=2(1﹣ <0.

∴當(dāng)x=a﹣1+ 時(shí),f(x)取得最小值.


(2)解:f(x)在[﹣1,1]上單調(diào),則f'(x)≥0(或≤0)在[﹣1,1]上恒成立.

而f'(x)=[x2﹣2(a﹣1)x﹣2a]ex,令g(x)=x2﹣2(a﹣1)x﹣2a=[x(a﹣1)]2﹣(a2+1).

∴f'(x)≥0(或≤0)即g(x)≥0(或≤0).

當(dāng)g(x)≥0在[﹣1,1]上恒成立時(shí),有

①當(dāng)﹣1≤a﹣1≤1即0≤a≤2時(shí),g(x)min=g(a﹣1)=﹣(a2+1)≥0(舍);

②當(dāng)a﹣1>1即a≥2時(shí),g(x)min=g(1)=3﹣4a≥0∴a≤ (舍).

當(dāng)g(x)≤0在[﹣1,1]上恒成立時(shí),有

①當(dāng)﹣1≤a﹣1≤0即0≤a≤1時(shí),g(x)max=g(1)=3﹣4a≤0,∴ ≤a≤1;

②當(dāng)0<a﹣1≤1即1<a≤2時(shí),g(x)max=g(﹣1)=﹣1≤0,∴1<a≤2;

③當(dāng)1<a﹣1即a>2時(shí),g(x)max=g(﹣1)=﹣1≤0,∴a>2.

故a∈[ ,+∞).


【解析】(1)直接求兩個(gè)函數(shù)乘積的導(dǎo)函數(shù),令其等于0,求出極值點(diǎn),判斷單調(diào)性,進(jìn)而求出最小值;(2)f(x)在[﹣1,1]上是單調(diào)函數(shù),即其導(dǎo)函數(shù)恒大于等于或小于等于零,轉(zhuǎn)化為不等式恒成立問題,再通過構(gòu)造函數(shù)轉(zhuǎn)化為求函數(shù)最值,利用導(dǎo)數(shù)的方法即可解決.
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解函數(shù)單調(diào)性的性質(zhì)的相關(guān)知識(shí),掌握函數(shù)的單調(diào)區(qū)間只能是其定義域的子區(qū)間 ,不能把單調(diào)性相同的區(qū)間和在一起寫成其并集.

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