已知函数f(x)=x2ex,(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)若方程f(x)=m有且只有一个解,求实数m的取值范围;

1个回答

  • 解题思路:(Ⅰ)求导数f′(x),然后在定义域内解不等式f'(x)>0、f'(x)<0可得函数的增、减区间;

    (Ⅱ)由(Ⅰ)可知f(x)极小值=f(0)=0,

    f(x

    )

    极大值

    =f(2)=

    4

    e

    2

    ,易判断

    f(x)=

    x

    2

    e

    x

    的值域为[0,+∞),结合图象可得m范围;

    (Ⅲ)不妨设x1<x2,由题意则x1<0,0<x2≤2,利用作差可判断f(x2)<f(-x2),从而有f(x1)<f(-x2),利用单调性可得结论;

    (Ⅰ)f′(x)=

    x(2−x)

    ex,

    x(2−x)

    ex>0,解得0<x<2,

    令f′(x)<0,即

    x(2−x)

    ex<0,解得x<0,或x>2,

    ∴f(x)的递增区间为(0,2),递减区间为(-∞,0)和(2,+∞).

    (Ⅱ)由(Ⅰ)知f(x)极小值=f(0)=0,f(x)极大值=f(2)=

    4

    e2,

    ∵方程f(x)=m有且只有一个根,又f(x)=

    x2

    ex的值域为[0,+∞),

    ∴m∈(

    4

    e2,+∞)∪{0};

    (Ⅲ)由(Ⅰ)和(Ⅱ)及当x1,x2∈(-∞,2]时,有f(x1)=f(x2),不妨设x1<x2

    则有x1<0,0<x2≤2,

    又f(x2)−f(−x2)=

    x22(1−e2x2)

    ex2<0,即f(x2)<f(-x2),

    ∴f(x1)<f(-x2),

    又∵x1<0,-x2<0,且f(x)在(-∞,0)上单调递减,

    ∴x1>-x2,即x1+x2>0.

    点评:

    本题考点: 利用导数研究函数的单调性;利用导数求闭区间上函数的最值.

    考点点评: 本题考查利用导数研究函数的单调性、极值、最值,考查函数与方程思想,考查学生综合运用知识解决问题的能力.