综合题14.0分
文科数学

21.设函数(e是自然对数的底数).

(I)若,求的单调区间;

(II)若当,求a的取值范围;

(III)若无极值,求a的值.

正确答案及相关解析

正确答案

(1)f(x)在(-∞,-1)和(0,+∞)上单调递增,在(-1,0)上单调递减;

解析

试题分析:本题属于导数应用中的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,(1)直接按照步骤来求;(2)要注意对参数的讨论.

(1)令f’(x)=ex-1+xex-x=(ex-1)(x+1)>0,得x<-1或x>0.

所以:f(x)在(-∞,-1)和(0,+∞)上单调递增,在(-1,0)上单调递减。

(2)f(x)=x(ex-1-ax),令g(x)= ex-1-ax,则g’(x)= ex-a.

若a≤1,则当x>0时g’(x)>0,g(x)为增函数,而g(0)=0,从而当x≥0时f(x)≥0;

若a>1,则当x∈(0,lna)时,g’(x)<0, g(x)为减函数,而g(0)=0,从而当x∈(0,lna)时,g(x)<0,即f(x)<0。

综上得a≤1.

(3)若f(x)无极值,则f(x)在R上单调。由f’(x)=(x+1)ex-1 -2ax,

若f(x)在R上单调递减,则f’(x)≤0,而利用不等式ex≥1+x,得f’(x)>0,与假设矛盾。

因此,f(x)在R上单调递增,即f’(x)≥0,显然f’(0)=0。

①当x>0时,2a≤,令.

下面证明h(x)在(-∞,0)上单调递增:

令r(x)=(x-1)ex+1,则r’(x)=xex.

当x>0时r’(x)>0,r(x)为增函数,r(x)>r(0)=0,h’(x)>0,h(x)在(0,+∞)上单调递增;

当x<0时r’(x)<0,r(x)为减函数,r(x)>r(0)=0,h’(x)>0,h(x)在(-∞,0)上单调递增;

当x>0时,由ex>1+x,得>1,从而g(x)=ex+h(x)

考查方向

本题考查了利用导数求含参数的函数极值,分类讨论,讨论点大体可以分成以下几类:

1、根据判别式讨论;

2、根据二次函数的根的大小;

3、定义域由限制时,根据定义域的隐含条件;

4、求导形式复杂时取部分特别常常只需要转化为一个二次函数来讨论;

5、多次求导求解等.

解题思路

本题考查导数的性质,解题步骤如下:

1、求导,然后解导数不等式,求单调区间。

2、对参数分类讨论求得零点个数。

易错点

第二问中的易丢对a的分类讨论。

知识点

导数的运算