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已知函数f(x)=xex-12a(x+1)2(其中a∈R,e为自然对数的底数,e=2.718128…).(1)当a=1时,求f(x)的单调区间;(2)讨论函数f(x)极值点的个数,并说明理由.
题目详情
已知函数f(x)=xex-
a(x+1)2(其中a∈R,e为自然对数的底数,e=2.718128…).
(1)当a=1时,求f(x)的单调区间;
(2)讨论函数f(x)极值点的个数,并说明理由.
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(1)当a=1时,求f(x)的单调区间;
(2)讨论函数f(x)极值点的个数,并说明理由.
▼优质解答
答案和解析
(1)当a=1时,f(x)=xex-
(x+1)2,
则f′(x)=ex+xex-(x+1)=(x+1)(ex-1),
由f′(x)=0,得x=-1或x=0.
列表得:
所以f(x)的增区间为(-∞,-1),(0,+∞);减区间为(-1,0);
(2)求导可知f′(x)=ex+xex-a(x+1)=(x+1)(ex-a),
当a≤0时ex-a>0,此时令f′(x)=0可知x=-1,
从而函数f(x)的增区间为(-1,+∞)、减区间为(-∞,-1),
此时f(x)有极小值点-1;
当a>0时,令f′(x)=0,解得x=-1或x=lna.
①当lna=-1即a=
时,则f′(x)≥0,即函数f(x)在R上为增函数,此时f(x)无极值点;
②当lna>-1即a>
时,则由f′(x)>0可知x<-1或x>lna,由f′(x)<0可知-1<x<lna,
即函数f(x)的增区间为(-∞,-1),(lna,+∞)、减区间为(-1,lna),
此时f(x)有极大值点-1、极小值点lna;
③当lna<-1即0<a<
时,则由f′(x)>0可知x<lna或x>-1,由f′(x)<0可知lna<x<-1,
即函数f(x)的增区间为(-∞,lna),(-1,+∞)、减区间为(lna,-1),
此时f(x)有极大值点lna、极小值点-1;
综上所述,当a≤0时函数f(x)有一个极值点,当a=
时函数f(x)没有极值点,当0<a<
或a>
时函数f(x)有两个极值点.
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则f′(x)=ex+xex-(x+1)=(x+1)(ex-1),
由f′(x)=0,得x=-1或x=0.
列表得:
x | (-∞,-1) | -1 | (-1,0) | 0 | (0,+∞) |
f'(x) | + | 0 | - | 0 | + |
f(x) | ↗ | 极大值 | ↘ | 极小值 | ↗ |
(2)求导可知f′(x)=ex+xex-a(x+1)=(x+1)(ex-a),
当a≤0时ex-a>0,此时令f′(x)=0可知x=-1,
从而函数f(x)的增区间为(-1,+∞)、减区间为(-∞,-1),
此时f(x)有极小值点-1;
当a>0时,令f′(x)=0,解得x=-1或x=lna.
①当lna=-1即a=
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②当lna>-1即a>
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即函数f(x)的增区间为(-∞,-1),(lna,+∞)、减区间为(-1,lna),
此时f(x)有极大值点-1、极小值点lna;
③当lna<-1即0<a<
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即函数f(x)的增区间为(-∞,lna),(-1,+∞)、减区间为(lna,-1),
此时f(x)有极大值点lna、极小值点-1;
综上所述,当a≤0时函数f(x)有一个极值点,当a=
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