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(2011•天津模拟)已知函数f(x)=(x2-3x+3)•ex,设t>-2,f(-2)=m,f(t)=n.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/10 04:54:10
(2011•天津模拟)已知函数f(x)=(x2-3x+3)•ex,设t>-2,f(-2)=m,f(t)=n.
(1)试确定t的取值范围,使得函数f(x)在[-2,t]上为单调函数;
(2)试判断m,n的大小并说明理由;
(3)求证:对于任意的t>-2,总存在x0∈(-2,t),满足
f
(1)因为f′(x)=(2x-3)ex+(x2-3x+3)ex
由f′(x)>0⇒x>1或x<0,
由f′(x)<0⇒0<x<1,
∴函数f(x)在(-∞,0),(1,+∞)上单调递增,在(0,1)上单调递减,
要使函数f(x)在[-2,t]上为单调函数,则-2<t≤0,
(2)因为函数f(x)在(-∞,0),(1,+∞)上单调递增,在(0,1)上单调递减,
所以f(x)在x=1处取得极小值e,
又f(-2)=13e-2<e,
所以f(x)在[2,+∞)上的最小值为f(-2),
从而当t>-2时,f(-2)<f(t),
即m<n,
(3)证:∵
f′(x0)
ex0
=x20−x0,∴
f′(x0)
ex0=
2
3(t−1)2,
即为x02-x0=
2
3(t−1)2,
令g(x)=x2-x-
2
3(t−1)2,从而问题转化为证明方程g(x)=x2−x−
2
3(t−1)2=0在(-2,t)上有解并讨论解的个数,
因为g(-2)=6-
2
3(t-1)2=-
2
3(t−4)(t+2),g(t)=t(t-1)-
2
3(t−1)2=
1
3(t+2)(t−1),
所以当t>4或-2<t<1时,g(-2)•g(t)<0,
所以g(x)=0在(-2,t)上有解,且只有一解,
当1<t<4时,g(-2)>0且g(t)>0,
但由于g(0)=-
4
3(t−1)2<0,所以g(x)=0在(-2,t)上有解,且有两解,
当t=1时,g(x)=x2-x=0,解得x=0或1,
所以g(x)=0在(-2,t)上有且只有一解,
当t=4时,g(x)=x2-x-6=0,
所以g(x)=0在(-2,t)上也有且只有一解,
综上所述,对于任意的t>-2,总存在x0∈(-2,t),满足
f′(x0)
ex0=
2
3(t−1)2,
且当t≥4或-2<t≤1时,有唯一的x0适合题意,
当1<t<4时,有两个x0适合题意.