已知函数f(x)=(x-1)e-x,x∈R,其4e是自然对数的底数.

已知函数f(x)=(x-1)e-x,x∈R,其4e是自然对数的底数.
(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间和极值;
(Ⅱ)若函数y=g(x)对任意x满足g(x)=f(4-x),求证:当x>2时,f(x)>g(x);
(Ⅲ)若x1≠x2,且f(x1)=f(x2),求证:x1+x2>4.
kk1069 1年前 已收到1个回答 举报

银竹之星 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)先求出其导函数,利用导函数值的正负对应的区间即可求出原函数的单调区间进而求出极值;
(Ⅱ)令F(x)=f(x)-g(x)=(x-1)e-x-(3-x)e4-x,求出其导函数利用导函数的值来判断其在(2,+∞)上的单调性,进而证得结论.
(Ⅲ)先由(Ⅰ)得f(x)在(-∞,2)内是增函数,在(2,+∞)内是减函数,故x1、x2不可能在同一单调区间内;
设x1<2<x2,由(Ⅱ)可知f(x2)>g(x2),即f(x1)>f(4-x2).再结合单调性即可证明结论.

(Ⅰ)∵函数f(2)=(2-1)e-2的定义域为R,
f′(2)=e-2-(2-1)e-2=(8-2)e-2
令f′(2)=0,即(8-2)e-2=0,解上:2=8.
列表:

2 (-∞,8) 8 (8,+∞)
f′(2) + 0 -
f(2) ↑ 极大值 ↓由表可知函数f(2)=(2-1)e-2的单调递减区间为(8,+∞),单调递增区间为(-∞,8).
当2=8时,函数f(2)=(2-1)e-2取上极大值f(8)=e-8
(Ⅱ)证明:g(2)=f(4-2)=(3-2)e4-2
令F(2)=f(2)-g(2)=(2-1)e-2-(3-2)e4-2
∴F′(2)=(8-2)e-2-(8-2)e4-2=
(8−2)(e4−e82)
e2+4.
当2>8时,8-2<0,82>4,从而e4-e82<0,
∴F′(2)>0,F(2)在(8,+∞)是增函数.
∴F(2)>F(8)=e-8-e-8=0,
故当2>8时,f(2)>g(2).
(Ⅲ)证明:∵f(2)在(-∞,8)内是增函数,在(8,+∞)内是减函数.
∴当21≠28,且f(21)=f(28),21、28不可能在同8单调区间内.
不妨设21<8<28,由(Ⅱ)可知f(28)>g(28),
又g(28)=f(4-28),∴f(28)>f(4-28).
∵f(21)=f(28),∴f(21)>f(4-28).
∵28>8,4-28<8,21<8,且f(2)在区间(-∞,8)内为增函数,
∴21>4-28,即21+28>4.

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的极值.

考点点评: 本小题主要考查函数与导数的综合应用能力,具体涉及到用导数来研究函数的单调性、极值,并考查数学证明.利用导数研究函数的单调性,求解函数的单调区间、极值、最值问题,是函数这一章最基本的知识,也是.教学中的重点和难点,学生应熟练掌握.

1年前

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