(2012•湛江二模)设x=1是函数f(x)=x+bx+1e−ax的一个极值点(a>0,e为自然对数的底).

(2012•湛江二模)设x=1是函数f(x)=
x+b
x+1
e−ax
的一个极值点(a>0,e为自然对数的底).
(1)求a与b的关系式(用a表示b),并求f(x)的单调区间;
(2)设m>-1,若f(x)在闭区间[m,m+1]上的最小值为0,最大值为[1/2e−a
浪漫重来 1年前 已收到1个回答 举报

江南不系舟 春芽

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解题思路:(1)因为x=1是函数f(x)=
x+b
x+1
e−ax
的一个极值点,所以f′(1)=0,先将x=1代入f′(x),即可得a与b的关系式,再将f′(x)中的b用a代换,通过解不等式即可求得函数的单调区间.
(2)当-1<m≤0时,由(1)知f(x)在闭区间[m,m+1]上是增函数,所以f(m)=0,且f(m+1)=
1
2
e−a
,解方程无解;当m≥1时,由(1)知f(x)在闭区间[m,m+1]上是减函数,所以f(m+1)=0,解方程无解;当0<m<1时,由(1)知f(x)在区间[m,1]上是增函数,在区间[1,m+1]上是减函数,所以f(1)=
1
2
e−a
,f(m)=0,解方程即可获解

(1)f′(x)=−
[ax2+(ab+a)x+ab+b−1]
(x+1)2e−ax
由已知有:f′(1)=0,
∴a+(ab+a)+ab+b-1=0,
∴b=
1−2a
2a+1](3分)
从而f′(x)=−
a(x−1)(x+
2a+3
2a+1)
(x+1)2e−ax
令f′(x)=0得:x1=1,x2=−
2a+3
2a+1.
∵a>0∴x2<-1
当x变化时,f′(x)、f(x)的变化情况如下表:

x(-∞,x2)(x2,-1)(-1,1)(1,+∞)
f′(x)-++-
f(x)减函数增函数增函数减函数从上表可知:f(x)在(−∞,−
2a+3
2a+1),(1,+∞)上是减函数;
在(−
2a+3
2a+1,−1),(-1,1)上是增函数
(2)∵m>-1,由( I)知:
①当-1<m≤0时,m+1≤1,f(x)在闭区间[m,m+1]上是增函数.
∴f(m)=0,且f(m+1)=[1/2e−a.
化简得:b=-m,
2
m+2=eam.

2
m+2>1,eam<1.故此时的a,m不存在
②当m≥1时,f(x)在闭区间[m,m+1]上是减函数.
又x>1时f(x)=
x+b
x+1e−ax=
x−1+
2
2a+1
x+1e−ax>0.其最小值不可能为0
∴此时的a,m也不存在
③当0<m<1时,m+1∈(1,2)
则最大值为f(1)=
1
2e−a,得:b=0,a=
1
2]
又f(m+1)>0,f(x)的最小值为f(m)=0,
∴m=-b=0.
综上知:m=0.a=
1
2

点评:
本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用.

考点点评: 本题综合考查了导数在函数单调性、极值、最值问题中的应用,考查了分类讨论的思想,运算量和思维量都较大,解题时要细致运算,耐心讨论

1年前

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