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已知m∈R 函数f(x)=mx2-2ex.(Ⅰ)当m=2时 求函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)若f(

时间:2019-02-11 16:38:09

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已知m∈R 函数f(x)=mx2-2ex.(Ⅰ)当m=2时 求函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)若f(

问题补充:

已知m∈R,函数f(x)=mx2-2ex.

(Ⅰ)当m=2时,求函数f(x)的单调区间;

(Ⅱ)若f(x)有两极值点a,b(a<b),(ⅰ)求m的取值范围;(ⅱ)求证:-e<f(a)<-2.

答案:

解:(Ⅰ)m=2时,f(x)=2x2-2ex,f(x)=4x-2ex=2(2x-ex).

令g(x)=2x-ex,g(x)=2-ex,

当x∈(-∞,ln2)时,g(x)>0,x∈(ln2,+∞)时,g(x)<0,

∴g(x)≤g(ln2)=2ln2-2<0,

∴f(x)<0,

∴f(x)的单调减区间是(-∞,+∞).

(Ⅱ)(i)若f(x)有两个极值点a,b(a<b),

则a,b是方程f(x)=2mx-2ex=0的两不等实根.

∵x=0显然不是方程的根,∴有两不等实根.

令,则,

当x∈(-∞,0)时,h(x)<0,h(x)单调递减,当x∈(0,1)时,h(x)<0,h(x)单调递减,x∈(1,+∞)时,h(x)>0,h(x)单调递增,

要使有两不等实根,应满足m>h(1)=e,

∴m的取值范围是(e,+∞).

(ii)∵f(a)=ma2-2ea,且f(a)=2ma-2ea=0,

∴,

令g(x)=f′(x)=2mx-2ex,g′(x)=2(m-ex),

∵g(0)=-2<0,g(x)在区间(0,lnm)上单调递增,g(x)在(lnm,+∞)上递减,g(1)=2(m-e)>0,∴a∈(0,1),

设φ(x)=ex(x-2)(0<x<1),则φ(x)=ex(x-1)<0,φ(x)在(0,1)上单调递减,

∴φ(1)<φ(a)<φ(0),即-e<f(a)<-2.

解析分析:(Ⅰ)当m=2时求导数f′(x)=2(2x-ex),再令g(x)=2x-ex,利用导数可求出g(x)的最大值,由最大值可知g(x)的符号,从而得到f′(x)的符号,由此即可求得f(x)的单调区间;(Ⅱ)(i)若f(x)有两个极值点a,b(a<b),则a,b是方程f(x)=2mx-2ex=0的两不等实根.易知x≠0,从而转化为有两不等实根,令,利用导数可求得h(x)的取值范围,从而得到m的范围;(ii)由f(a)=ma2-2ea及f(a)=2ma-2ea=0,得f(a)=ea(a-2),令g(x)=f′(x),根据g(0)=-2<0,g(1)=2(m-e)>0可求得a的范围,设φ(x)=ex(x-2)(0<x<1),利用导数易判断φ(x)的单调性,根据单调性可得φ(1)<φ(a)<φ(0),代入值即可得到结论;

点评:本题考查利用导数研究函数的单调性、最值,考查学生综合运用知识解决问题的能力,根据需要灵活构造函数是解决本题的关键所在,注意总结归纳.

已知m∈R 函数f(x)=mx2-2ex.(Ⅰ)当m=2时 求函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)若f(x)有两极值点a b(a<b) (ⅰ)求m的取值范围;(ⅱ)求证:-

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