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已知函數f(x)=(ax2+x)ex,其中e是自然數的底數,a∈R.
(1)當a<0時,解不等式f(x)>0;
(2)當a=0時,求正整數k的值,使方程f(x)=x+2在[k,k+1]上有解;
(3)若f(x)在[-1,1]上是單調增函數,求a的取值范圍.
分析:(1)根據指數函數值大于0恒成立,將不等式f(x)>0化為ax2+x>0,結合a<0,可得不等式f(x)>0的解集;
(2)當a=0時,方程即為xex=x+2,即ex-
2
x
-1=0
,令h(x)=ex-
2
x
-1
,利用導數法可判斷出h(x)的單調性,結合零點判定定理,可得正整數k的值
(3)求出函數f(x)的導函數的解析式,進而由f(x)在[-1,1]上是單調增函數,f′(x)≥0恒成立,對a進行分類討論后,可得a的取值范圍.
解答:解:(1)因為ex>0,所以不等式f(x)>0即為ax2+x>0,
又因為a<0,所以不等式可化為x(x+
1
a
)<0,
所以不等式f(x)>0的解集為(0,-
1
a
).
(2)當a=0時,方程即為xex=x+2,由于ex>0,所以x=0不是方程的解
所以原方程等價于ex-
2
x
-1=0
,令h(x)=ex-
2
x
-1

因為h′(x)=ex+
2
x2
>0對于x∈(0,+∞)恒成立,
所以h(x)在(0,+∞)內是單調增函數,
又h(1)=e-3,h(2)=e2-2>0,
所以方程f(x)=x+2有且只有1個實數根,在區(qū)間[1,2],
所以正整數k的值為 1.
(3)f′(x)=(2ax+1)ex+(ax2+x)ex=[ax2+(2a+1)x+1]ex,
①當a=0時,f′(x)=(x+1)ex,f′(x)≥0在[-1,1]上恒成立,當且僅當x=-1時取等號,故a=0符合要求;
②當a≠0時,令g(x)=ax2+(2a+1)x+1,因為△=(2a+1)2-4a=4a2+1>0,
所以g(x)=0有兩個不相等的實數根x1,x2,不妨設x1>x2,
因此f(x)有極大值又有極小值.
若a>0,因為g(-1)•g(0)=-a<0,所以f(x)在(-1,1)內有極值點,
故f(x)在[-1,1]上不單調.
若a<0,可知x1>0>x2,
因為g(x)的圖象開口向下,要使f(x)在[-1,1]上單調,因為g(0)=1>0,
必須滿足
g(1)≥0
g(-1)≥0
3a+2≥0
-a≥0
,所以-
2
3
≤a<0

綜上可知,a的取值范圍是[-
2
3
,0
].
點評:本題考查的知識是利用導數求閉區(qū)間上函數的最值,函數的單調性與導數的關系,熟練掌握導數法在求函數單調性,最值,極值的方法是解答的關鍵.
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π
4
)
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π
6
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1
x

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m
2
]
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1
f(n)
}
的前n項和為Sn,則S2010的值為(  )
A、
2011
2012
B、
2010
2011
C、
2009
2010
D、
2008
2009

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