Question

已知函數(shù)f（x）=（x²+ax+a）e^-x，（a為常數(shù)，e為自然對(duì)數(shù)的底）．
（Ⅰ）當(dāng)a=0時(shí)，求f′（2）；
（Ⅱ）若f（x）在x=0時(shí)取得極小值，試確定a的取值范圍；
（Ⅲ）在（Ⅱ）的條件下，設(shè)由f（x）的極大值構(gòu)成的函數(shù)為g（a），將a換元為x，試判斷曲線y=g（x）是否能與直線3x-2y+m=0（ m為確定的常數(shù)）相切，并說明理由．

Answer 1

【答案】分析：（Ⅰ）把a(bǔ)=0代入函數(shù)解析式，求導(dǎo)后直接把x=2代入導(dǎo)函數(shù)解析式計(jì)算；
（Ⅱ）求出原函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)，解出導(dǎo)函數(shù)的零點(diǎn)為0或2-a，分2-a=0、2-a＞0、2-a＜0三種情況討論導(dǎo)函數(shù)在不同區(qū)間內(nèi)的符號(hào)，判出極小值點(diǎn)，從而得到使f（x）在x=0時(shí)取得極小值的a的取值范圍；
（Ⅲ）由（Ⅱ）中的條件，能夠得到x=2-a是f（x）的極大值點(diǎn)，求出f（2-a），得到g（x），兩次求導(dǎo)得到函數(shù)
g（x）的導(dǎo)數(shù)值小于1，而直線3x-2y+m=0的斜率為，說明曲線y=g（x）與直線3x-2y+m=0不可能相切．
解答：解：（Ⅰ）當(dāng)a=0時(shí)，f（x）=x²e^-x，f'（x）=2xe^-x-x²e^-x=xe^-x（2-x）．
所以f'（2）=0．
（Ⅱ）f'（x）=（2x+a）e^-x-e^-x（x²+ax+a）=e^-x[-x²+（2-a）x]=-e^-x•x[x-（2-a）]．
令f'（x）=0，得x=0或x=2-a．
若2-a=0，即a=2時(shí)，f'（x）=-x²e^-x≤0恒成立，
此時(shí)f（x）在區(qū)間（-∞，+∞）上單調(diào)遞減，沒有極小值；
當(dāng)2-a＞0，即a＜2時(shí)，
若x＜0，則f'（x）＜0．
若0＜x＜2-a，則f'（x）＞0．
所以x=0是函數(shù)f（x）的極小值點(diǎn)．
當(dāng)2-a＜0，即a＞2時(shí)，
若x＞0，則f'（x）＜0．
若2-a＜x＜0，則f'（x）＞0．
此時(shí)x=0是函數(shù)f（x）的極大值點(diǎn)．
綜上所述，使函數(shù)f（x）在x=0時(shí)取得極小值的a的取值范圍是a＜2．
（Ⅲ）由（Ⅱ）知當(dāng)a＜2，且x＞2-a時(shí)，f'（x）＜0，
因此x=2-a是f（x）的極大值點(diǎn)，極大值為f（2-a）=（4-a）e^a-2．
所以g（x）=（4-x）e^x-2（x＜2）．
g'（x）=-e^x-2+e^x-2（4-x）=（3-x）e^x-2．
令h（x）=（3-x）e^x-2（x＜2）．
則h'（x）=（2-x）e^x-2＞0恒成立，即h（x）在區(qū)間（-∞，2）上是增函數(shù)．
所以當(dāng)x＜2時(shí)，h（x）＜h（2）=（3-2）e^2-2=1，即恒有g(shù)'（x）＜1．
又直線3x-2y+m=0的斜率為，
所以曲線y=g（x）不能與直線3x-2y+m=0相切．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性，考查了函數(shù)模型的選擇，考查了函數(shù)存在極值點(diǎn)的條件，需要注意的是，函數(shù)在極值點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)一定等于0，但導(dǎo)數(shù)為0的點(diǎn)不一定是極值點(diǎn)，此題有一定難度．