函数与导数(11)
1.[2018·北京卷]设函数 f(x)=[ax2-(4a+1)x+4a+3]ex.
(1)若曲线 y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与 x 轴平行,求 a;
(2)若 f(x)在 x=2 处取得极小值,求 a 的取值范围.
解析:(1)因为 f(x)=[ax2-(4a+1)x+4a+3]ex,
所以 f′(x)=[ax2-(2a+1)x+2]ex.
所以 f′(1)=(1-a)e.
由题设知 f′(1)=0,即(1-a)e=0,解得 a=1.
此时 f(1)=3e≠0.
所以 a 的值为 1.
(2)由(1)得 f′(x)=[ax2-(2a+1)x+2]ex
=(ax-1)(x-2)ex.
若 a>1
2
,则当 x∈
(
1
a
,2)时,f′(x)0.
所以 f(x)在 x=2 处取得极小值.
若 a≤1
2
,则当 x∈(0,2)时,x-20),
①若 a≤0,则 f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上单调递增.
②若 a>0,则当 0e
a
时,f′(x)0,所以只需证 f(x)≤ex
x
-2e,
由(1)知,当 a=e 时,f(x)在(0,1)上单调递增,
在(1,+∞)上单调递减,
所以 f(x)max=f(1)=-e.
设 g(x)=ex
x
-2e(x>0),则 g′(x)=(x-1)ex
x2
,
所以当 00 时,f(x)≤g(x),
即 f(x)≤ex
x
-2e,
即 xf(x)-ex+2ex≤0.
解法二 (1)同解法一.
(2)证明:由题意知,
即证 exln x-ex2-ex+2ex≤0(x>0),
从而等价于 ln x-x+2≤ex
ex
.
设函数 g(x)=ln x-x+2,则 g′(x)=1
x
-1.
所以当 x∈(0,1)时,g′(x)>0;
当 x∈(1,+∞)时,g′(x)0 时,g(x)≤h(x),即 xf(x)-ex+2ex≤0.
3.[2019·甘肃第二次诊断]已知函数 f(x)=2x 2-ax+1+ln
x(a∈R).
(1)若 a=0,求曲线 y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(2)若 a=5,求 f(x)的单调区间;
(3)若 30,所以 f(x)在
(0,1
4)和(1,+
∞)上单调递增.
当 x∈
(
1
4
,1)时,f′(x)