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己知函數f(x)=(mx+n)e-x在x=1處取得極值e-1
(I )求函數f(x)的解析式,并求f(x)的單調區間;
(II )當.x∈(a,+∞)時,f(2x-a)+f(a)>2f(x),求a的取值范圍.
【答案】分析:(Ⅰ)求出函數的導函數,由函數f(x)=(mx+n)e-x在x=1處取得極值e-1,得到f(1)=e-1,f′(1)=0,聯立后求得m和n的值,則函數解析式可求,代入導函數后由導函數大于0和導函數小于0求得原函數的單調區間;
(Ⅱ)構造輔助函數g(x)=f(2x-a)+f(a)-2f(x),求導后分析f(x)的單調性,然后對a分類討論,根據a的范圍得到g(x)的符號并判斷g(x)的單調性,由單調性得到a的取值范圍.
解答:解:(Ⅰ)由f(x)=(mx+n)e-x,得
f′(x)=-(mx+n-m)e-x
依題意,f(1)=e-1,f′(1)=0,即
,解得m=1,n=0.
所以f(x)=xe-x
f′(x)=-(x-1)e-x
當x∈(-∞,1)時,f′(x)>0;當x∈(1,+∞)時,f′(x)<0.
所以,函數f(x)在(-∞,1)單調遞增,在(1,+∞)單調遞減;
(Ⅱ)設g(x)=f(2x-a)+f(a)-2f(x),則g′(x)=2[f′(2x-a)-f′(x)].
設h(x)=f′(x)=-(x-1)e-x,則h′(x)=(x-2)e-x
當x∈(-∞,2)時,h′(x)<0,h(x)單調遞減;
當x∈(2,+∞)時,h′(x)>0,h(x)單調遞增.
(1)若a≥2,則當x∈(a,+∞)時,2x-a>x,h(2x-a)>h(x),即f′(2x-a)>2f′(x),
所以g′(x)>0,g(x)在(a,+∞)單調遞增,此時g(x)>g(a)=0,
即f(2x-a)+f(a)-2f(x)>0.
(2)若a<2,則當x∈(a,)時,2x-a>x,h(2x-a)<h(x),即f′(2x-a)<2f′(x),
所以g′(x)<0,g(x)在(a,2)單調遞減,此時g(x)<g(a)=0.
綜上,a的取值范圍是[2,+∞).
點評:本題考查了利用導數研究函數的極值,考查了利用導數研究函數的單調性,考查了函數構造法和分類討論的數學思想方法,屬中檔題.
練習冊系列答案
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π
3
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6
B、點(-
π
12
,0)是函數f(x)圖象上的一個對稱中心
C、函數f(x)在區間(
π
12
π
4
)上的最大值為3
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π
3
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