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已知函数f(x)=(ax2+x)ex,其中e是自然数的底数,a∈R. (1)当a...

已知函数f(x)=(ax2+x)ex,其中e是自然数的底数,a∈R.
(1)当a<0时,解不等式f(x)>0;
(2)当a=0时,求正整数k的值,使方程f(x)=x+2在[k,k+1]上有解;
(3)若f(x)在[-1,1]上是单调增函数,求a的取值范围.
(1)根据指数函数值大于0恒成立,将不等式f(x)>0化为ax2+x>0,结合a<0,可得不等式f(x)>0的解集; (2)当a=0时,方程即为xex=x+2,即,令h(x)=,利用导数法可判断出h(x)的单调性,结合零点判定定理,可得正整数k的值 (3)求出函数f(x)的导函数的解析式,进而由f(x)在[-1,1]上是单调增函数,f′(x)≥0恒成立,对a进行分类讨论后,可得a的取值范围. 【解析】 (1)因为ex>0,所以不等式f(x)>0即为ax2+x>0, 又因为a<0,所以不等式可化为x(x+)<0, 所以不等式f(x)>0的解集为(0,-). (2)当a=0时,方程即为xex=x+2,由于ex>0,所以x=0不是方程的解 所以原方程等价于,令h(x)=, 因为h′(x)=>0对于x∈(0,+∞)恒成立, 所以h(x)在(0,+∞)内是单调增函数, 又h(1)=e-3,h(2)=e2-2>0, 所以方程f(x)=x+2有且只有1个实数根,在区间[1,2], 所以正整数k的值为 1. (3)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)=0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, 必须满足即,所以. 综上可知,a的取值范围是[].
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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