设x=3是函数f(x)=(x2+ax+b)e3-x(x∈R)的一个极值点.
(Ⅰ)求a与b的关系式(用a表示b),并求f(x)的单调区间;
(Ⅱ)设a>0,g(x)=(a2+
25
4 )ex.若存在ξ1,ξ2∈[0,4]使得|f(ξ1)-g(ξ2)|<1成立,求a的取值范围.
设x=3是函数f(x)=(x2+ax+b)e3-x(x∈R)的一个极值点.(Ⅰ)求a与b的关系式(用a表示b),并求f(x
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解决时间 2021-04-15 03:54
- 提问者网友:却不属于对方
- 2021-04-14 04:46
最佳答案
- 五星知识达人网友:青尢
- 2021-04-14 05:11
(Ⅰ)f′(x)=-[x2+(a-2)x+b-a]e3-x,
由f′(3)=0,得-[32+(a-2)3+b-a]e3-3=0,即得b=-3-2a,
则f′(x)=[x2+(a-2)x-3-2a-a]e3-x
=-[x2+(a-2)x-3-3a]e3-x=-(x-3)(x+a+1)e3-x.
令f′(x)=0,得x1=3或x2=-a-1,
由于x=3是极值点,
所以x+a+1≠0,那么a≠-4.
当a<-4时,x2>3=x1,则
在区间(-∞,3)上,f′(x)<0,f(x)为减函数;
在区间(3,-a-1)上,f′(x)>0,f(x)为增函数;
在区间(-a-1,+∞)上,f′(x)<0,f(x)为减函数.
当a>-4时,x2<3=x1,则
在区间(-∞,-a-1)上,f′(x)<0,f(x)为减函数;
在区间(-a-1,3)上,f′(x)>0,f(x)为增函数;
在区间(3,+∞)上,f′(x)<0,f(x)为减函数.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当a>0时,f(x)在区间(0,3)上的单调递增,在区间(3,4)上单调递减,
那么f(x)在区间[0,4]上的值域是[min(f(0),f(4)),f(3)],
而f(0)=-(2a+3)e3<0,f(4)=(2a+13)e-1>0,f(3)=a+6,
那么f(x)在区间[0,4]上的值域是[-(2a+3)e3,a+6].
又g(x)=(a2+
25
4 )ex在区间[0,4]上是增函数,
且它在区间[0,4]上的值域是[a2+
25
4 ,(a2+
25
4 )e4],
由于(a2+
25
4 )-(a+6)=a2-a+
1
4 =(a?
1
2 )2≥0,
所以只须仅须(a2+
25
4 )-(a+6)<1且a>0,
解得0<a<
3
2 .
故a的取值范围是(0,
3
2 ).
由f′(3)=0,得-[32+(a-2)3+b-a]e3-3=0,即得b=-3-2a,
则f′(x)=[x2+(a-2)x-3-2a-a]e3-x
=-[x2+(a-2)x-3-3a]e3-x=-(x-3)(x+a+1)e3-x.
令f′(x)=0,得x1=3或x2=-a-1,
由于x=3是极值点,
所以x+a+1≠0,那么a≠-4.
当a<-4时,x2>3=x1,则
在区间(-∞,3)上,f′(x)<0,f(x)为减函数;
在区间(3,-a-1)上,f′(x)>0,f(x)为增函数;
在区间(-a-1,+∞)上,f′(x)<0,f(x)为减函数.
当a>-4时,x2<3=x1,则
在区间(-∞,-a-1)上,f′(x)<0,f(x)为减函数;
在区间(-a-1,3)上,f′(x)>0,f(x)为增函数;
在区间(3,+∞)上,f′(x)<0,f(x)为减函数.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当a>0时,f(x)在区间(0,3)上的单调递增,在区间(3,4)上单调递减,
那么f(x)在区间[0,4]上的值域是[min(f(0),f(4)),f(3)],
而f(0)=-(2a+3)e3<0,f(4)=(2a+13)e-1>0,f(3)=a+6,
那么f(x)在区间[0,4]上的值域是[-(2a+3)e3,a+6].
又g(x)=(a2+
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4 )ex在区间[0,4]上是增函数,
且它在区间[0,4]上的值域是[a2+
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4 ,(a2+
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4 )e4],
由于(a2+
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4 )-(a+6)=a2-a+
1
4 =(a?
1
2 )2≥0,
所以只须仅须(a2+
25
4 )-(a+6)<1且a>0,
解得0<a<
3
2 .
故a的取值范围是(0,
3
2 ).
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- 1楼网友:長槍戰八方
- 2021-04-14 06:51
(1)∵f′(x)=3x2+2ax+b,
∴f′(-2)=3×(-2)2+2a×(-2)+b=0,
化简得:12-4a+b=0 ①
又f′(1)=3+2a+b=3 ②
联立①②得:a=2,b=-4,
∴f(x)=x3+2x2-4x+5;
(2)∴f′(x)=3x2+4x-4=(3x-2)(x+2),
x∈[0,1]时,f′(x),f(x)的变化情况如下:
由上表可知,f(x)在[0,1]上的最大值是5,最小值是
95
27 .
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