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设函数f(x)=xex,g(x)=ax2+x

来源:学生作业帮 编辑:神马作文网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/09/24 21:18:11
设函数f(x)=xex,g(x)=ax2+x
(I)若f(x)与g(x)具有完全相同的单调区间,求a的值;
(Ⅱ)若当x≥0时恒有f(x)≥g(x),求a的取值范围.
设函数f(x)=xex,g(x)=ax2+x
(I)∵f(x)=xex,∴f′(x)=ex+xex=(1+x)ex,…(2分)
当x<-1时,f′(x)<0,∴f(x)在(-∞,-1)内单调递减;
当x>-1时,f′(x)>0,∴f(x)在(-1,+∞)内单调递增…(4分)
又g′(x)=2ax+1,由g′(-1)=-2a+1=0,得a=
1
2,
此时g(x)=
1
2x2+x=
1
2(x+1)2−
1
2,
显然g(x)在(-∞,-1)内单调递减,在(-1,+∞)内单调递增,故a=
1
2.…(6分)
(II)当x≥0时恒有f(x)≥g(x),即f(x)-g(x)=x(ex-ax-1)≥0恒成立.…(7分)
故只需F(x)=ex-ax-1≥0恒成立,
对F(x)求导数可得F′(x)=ex-a.…(8分)
∵x≥0,∴F′(x)=ex-a,
若a≤1,则当x∈(0,+∞)时,F′(x)>0,F(x)为增函数,
从而当x≥0时,F(x)≥F(0)=0,即f(x)≥g(x);…(10分)
若a>1,则当x∈(0,lna)时,F′(x)<0,F(x)为减函数,
从而当x∈(0,lna)时,F(x)<F(0)=0,即f(x)<g(x),故f(x)≥g(x)不恒成立.
故a的取值范围为:a≤1----(12分)