数学救急室
#f0d30b6f-7cf0-43d5-b6e0-565c97868c69中等解答题导数与函数单调性导数及其应用

8.(2023春•怀仁市期末)已知函数f(x)=(x−2)ex−a2x2+axf(x)=({x-2}){e^x}-\frac{a}{2}{x^2}+ax,a∈Ra\in R. (1)若a=0a=0时,求f(x)f(x)在x=0x=0处的切线方程; (2)讨论函数f(x)f(x)的单调性.

解析
【主解法】 第1步:(1)当a=0a=0时,f(x)=(x−2)exf(x)=(x-2)e^{x},f′(x)=(x−1)exf'(x)=(x-1)e^{x},f′(0)=(0−1)e0=−1f'(0)=(0-1)e^{0}=-1,f(0)=−2f(0)=-2, ∴\therefore切线方程为:y−(−2)=(−1)(x−0)y-(-2)=(-1)(x-0),即x+y+2=0x+y+2=0. 计算f′(0)f'(0)的数值 第2步:(2)因为f(x)=(x−2)ex−a2x2+axf(x)=({x-2}){e^x}-\frac{a}{2}{x^2}+ax,a∈Ra\in R, 根据(2)因为f(x)=(x−2)ex−a2x2+axf(x)=({x-2}){e^x}-\frac{a}{2}{x^2}+ax,a∈Ra\in R,,写出对应的结果 第3步:所以f′(x)=(x−1)ex−ax+a=(x−1)(ex−a)f'(x)=(x-1)e^{x}-ax+a=(x-1)(e^{x}-a). ①当a⩽0a\leqslant 0时,令f′(x)<0f'(x)<0,得x<1x<1,∴f(x)\therefore f(x)在(−∞,1)(-\infty ,1)上单调递减; 根据所以f′(x)=(x−1)ex−ax+a=(x−1)(ex−a)f'(x)=(x-1)e^{x}-ax+a=(x-1)(e^{x}-a). ①当a⩽0a\leqslant 0时,令f′(x)<0f'(x)<0,得x<1x<1,∴f(x)\therefore f(x)在(−∞,1)(-\infty ,1)上单调递减;,写出对应的结果 第4步:令f′(x)>0f'(x)>0,得x>1x>1,∴f(x)\therefore f(x)在(1,+∞)(1,+\infty )上单调递增; ②当0<a<e0<a<e时,令f′(x)<0f'(x)<0,得lna<x<1lna<x<1,∴f(x)\therefore f(x)在(lna,1)(lna,1)上单调递减; 写出使 f′(x)>0f'(x)>0 成立的 xx 的取值条件 第5步:令f′(x)>0f'(x)>0,得x<lnax<lna或x>1x>1,∴f(x)\therefore f(x)在(−∞,lna)(-\infty ,lna)和(1,+∞)(1,+\infty )上单调递增, ③当a=ea=e时,f′(x)⩾0f'(x)\geqslant 0在x∈Rx\in R时恒成立,∴f(x)\therefore f(x)在RR单调递增; 写出使f′(x)>0f'(x)>0成立的临界点处的底数 第6步:令f′(x)>0f'(x)>0,得x>lnax>lna或x<1x<1,∴f(x)\therefore f(x)在(−∞,1)(-\infty ,1)和(lna,+∞)(lna,+\infty )上单调递增. 综上所述:当a⩽0a\leqslant 0时,f(x)f(x)在(−∞,1)(-\infty ,1)上单调递减,在(1,+∞)(1,+\infty )上单调递 写出f'(x)>0的一个解集条件 第7步:当0<a<e0<a<e时,f(x)f(x)在(lna,1)(lna,1)上单调递减,在(−∞,lna)(-\infty ,lna)和(1,+∞)(1,+\infty )上单调递增; 当0<a<e0<a<e时,f(x)f(x)在(lna,1)(lna,1)上单调递减,在(−∞,lna)(-\infty ,lna)和(1,+∞)(1,+\infty )上单调递增; 第8步:当a=ea=e时,f(x)f(x)在RR上单调递增; 当a=ea=e时,f(x)f(x)在RR上单调递增; 第9步:当a>ea>e时,f(x)f(x)在(1,lna)(1,lna)上单调递减,在(−∞,1)(-\infty ,1)和(lna,+∞)(lna,+\infty )上单调递增. 当a>ea>e时,f(x)f(x)在(1,lna)(1,lna)上单调递减,在(−∞,1)(-\infty ,1)和(lna,+∞)(lna,+\infty )上单调递增.