Question

【題目】已知函數(shù)f（x）=（x+1）ex和函數(shù)g（x）=（ex﹣a）（x﹣1）2（a＞0）（e為自然對數(shù)的底數(shù)）．
（1）求函數(shù)f（x）的單調(diào)區(qū)間；
（2）判斷函數(shù)g（x）的極值點(diǎn)的個(gè)數(shù)，并說明理由；
（3）若函數(shù)g（x）存在極值為2a2 ， 求a的值．

Answer 1

【答案】
（1）解：∵函數(shù)y=（x+1）ex，

∴f′（x）=ex+（x+1）ex=（x+2）ex，

由f′（x）＞0得（x+2）ex＞0，

即x+2＞0，得x＞﹣2，即函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間為（﹣2，+∞）．

由f′（x）＜0得x＜﹣2，即函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為（﹣∞，﹣2）

（2）解：g′（x）=ex（x﹣1）2+（ex﹣a）（2x﹣2）=（x﹣1）（xex+ex﹣2a）=（x﹣1）（f（x）﹣2a），

當(dāng)x＜﹣1時(shí)，f（x）=（x+1）ex≤0，

①當(dāng)0＜a＜e時(shí)，由（1）得f（x）在（﹣1，+∞）上單調(diào)遞增，且f（﹣1）﹣2a＜0，f（1）﹣2a=2e﹣2a＞0，

則唯一x0∈（﹣1，1），使f（x0）=0，

當(dāng)x∈（﹣∞，x0）時(shí)，f（x）﹣2a＜0，故g′（x）＞0，

當(dāng)x∈（x0，1）時(shí)，f（x）﹣2a＞0，故g′（x）＜0，

當(dāng)x∈（1，+∞）時(shí)，f（x）﹣2a＞0，故g′（x）＞0，

故當(dāng)x=x0時(shí)，函數(shù)g（x）取得極大值，當(dāng)x=1時(shí)，函數(shù)g（x）取得極小值．

②當(dāng)a=e時(shí)，由（1）得f（x）在（﹣1，+∞）上單調(diào)遞增，且f（1）﹣2a=0，

當(dāng)x∈（﹣∞，1）時(shí)，f（x）﹣2a＜0，故g′（x）＞0，

當(dāng)x∈（1，+∞）時(shí)，f（x）﹣2a＞0，故g′（x）＞0，此時(shí)函數(shù)g（x）無極值．

③當(dāng)a＞e時(shí)，由（1）得f（x）在（﹣1，+∞）上單調(diào)遞增，且f（1）﹣2a=2e﹣2a＜0，

f（lna）﹣2a=a（lna+1）﹣2a=a（lna﹣1）＞0，

則唯一x0∈（1，lna），使f（x0）=0，

當(dāng)x∈（﹣∞，1）時(shí)，f（x）﹣2a＜0，故g′（x）＞0，

當(dāng)x∈（1，x0）時(shí)，f（x）﹣2a＜0，故g′（x）＜0，

當(dāng)x∈（x0，+∞）時(shí)，f（x）﹣2a＞0，故g′（x）＞0，

故當(dāng)x=x0時(shí)，函數(shù)g（x）取得極小值，當(dāng)x=1時(shí)，函數(shù)g（x）取得極大值．

綜上當(dāng)a∈（0，e）∪（e，+∞）時(shí)，g（x）有兩個(gè)極值點(diǎn)，

當(dāng)a=e時(shí)，g（x）無極值點(diǎn)

（3）解：由（2）知當(dāng)0＜a＜e時(shí)，∵g（1）=0≠ ，

故g（x0）=（e ﹣a）（x0﹣1）2=2a2，①

由f（x0）=0得a= ，代入①得（e ﹣ ）（x0﹣1）2=2[ ]2，

整理得（1﹣x0）3﹣（1+x0）2e ﹣=0，

設(shè)h（x）=（1﹣x）3﹣（1+x）2ex，﹣1＜x＜1，

∵h(yuǎn)′（x）=﹣3（1﹣x）2﹣（x+3）（1+x）ex，

∴當(dāng)﹣1＜x＜1時(shí)，h′（x）＜0，

∴h（x）在（﹣1，1）上單調(diào)遞減，

∵h(yuǎn)（0）=0，

∴x0=0，a= = ∈（0，e）符號(hào)題意，

當(dāng)a＞e時(shí)，∵g（x0）＜g（1）=0＜a2，

∴不存在符號(hào)題意的a，

綜上當(dāng)a= 時(shí)，g（x）存在極值等于a2

【解析】（1）求函數(shù)的導(dǎo)數(shù)，利用函數(shù)單調(diào)性和導(dǎo)數(shù)的關(guān)系即可求函數(shù)f（x）的單調(diào)區(qū)間；（2）求函數(shù)的導(dǎo)數(shù)，根據(jù)函數(shù)極值和導(dǎo)數(shù)的關(guān)系即可判斷函數(shù)g（x）的極值點(diǎn)的個(gè)數(shù)，并說明理由；（3）根據(jù)函數(shù)的極值，建立方程關(guān)系進(jìn)行求解即可求a的值．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性的相關(guān)知識(shí)，掌握一般的,函數(shù)的單調(diào)性與其導(dǎo)數(shù)的正負(fù)有如下關(guān)系： 在某個(gè)區(qū)間內(nèi)，(1)如果，那么函數(shù)在這個(gè)區(qū)間單調(diào)遞增；(2)如果，那么函數(shù)在這個(gè)區(qū)間單調(diào)遞減，以及對函數(shù)的極值與導(dǎo)數(shù)的理解，了解求函數(shù)的極值的方法是:（1）如果在附近的左側(cè),右側(cè),那么是極大值（2）如果在附近的左側(cè),右側(cè),那么是極小值．