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已知函数f(x)=(x-2)ex+a(x-1)2.(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;(Ⅱ)若f(x)有两个零点,求a的取值范围.
题目详情
已知函数f(x)=(x-2)ex+a(x-1)2.
(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;
(Ⅱ)若f(x)有两个零点,求a的取值范围.
(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;
(Ⅱ)若f(x)有两个零点,求a的取值范围.
▼优质解答
答案和解析
(Ⅰ)由f(x)=(x-2)ex+a(x-1)2,
可得f′(x)=(x-1)ex+2a(x-1)=(x-1)(ex+2a),
①当a≥0时,由f′(x)>0,可得x>1;由f′(x)<0,可得x<1,
即有f(x)在(-∞,1)递减;在(1,+∞)递增;
②当a<0时,若a=-
,则f′(x)≥0恒成立,即有f(x)在R上递增;
若a<-
时,由f′(x)>0,可得x<1或x>ln(-2a);
由f′(x)<0,可得1<x<ln(-2a).
即有f(x)在(-∞,1),(ln(-2a),+∞)递增;
在(1,ln(-2a))递减;
若-
<a<0,由f′(x)>0,可得x<ln(-2a)或x>1;
由f′(x)<0,可得ln(-2a)<x<1.
即有f(x)在(-∞,ln(-2a)),(1,+∞)递增;
在(ln(-2a),1)递减;
(Ⅱ)
①由(Ⅰ)可得当a>0时,f(x)在(-∞,1)递减;在(1,+∞)递增,
且f(1)=-e<0,x→+∞,f(x)→+∞;x→-∞,f(x)→+∞.f(x)有两个零点;
②当a=0时,f(x)=(x-2)ex,所以f(x)只有一个零点x=2;
③当a<0时,
若a<-
时,f(x)在(1,ln(-2a))递减,在(-∞,1),(ln(-2a),+∞)递增,
又当x≤1时,f(x)<0,所以f(x)不存在两个零点;
当a≥-
时,f(x)在(1,+∞)单调递增,又x≤1时,f(x)<0,所以f(x)不存在两个零点.
综上可得,f(x)有两个零点时,a的取值范围为(0,+∞).
可得f′(x)=(x-1)ex+2a(x-1)=(x-1)(ex+2a),
①当a≥0时,由f′(x)>0,可得x>1;由f′(x)<0,可得x<1,
即有f(x)在(-∞,1)递减;在(1,+∞)递增;
②当a<0时,若a=-
e |
2 |
若a<-
e |
2 |
由f′(x)<0,可得1<x<ln(-2a).
即有f(x)在(-∞,1),(ln(-2a),+∞)递增;
在(1,ln(-2a))递减;
若-
e |
2 |
由f′(x)<0,可得ln(-2a)<x<1.
即有f(x)在(-∞,ln(-2a)),(1,+∞)递增;
在(ln(-2a),1)递减;
(Ⅱ)
①由(Ⅰ)可得当a>0时,f(x)在(-∞,1)递减;在(1,+∞)递增,
且f(1)=-e<0,x→+∞,f(x)→+∞;x→-∞,f(x)→+∞.f(x)有两个零点;
②当a=0时,f(x)=(x-2)ex,所以f(x)只有一个零点x=2;
③当a<0时,
若a<-
e |
2 |
又当x≤1时,f(x)<0,所以f(x)不存在两个零点;
当a≥-
e |
2 |
综上可得,f(x)有两个零点时,a的取值范围为(0,+∞).
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