问题标题:
【已知函数f(x)=(ax2+x+1)ex(1)若曲线y=f(x)在x=1处的切线与x轴平行,求a的值,并讨论f(x)的单调性;(2)当a=0时,是否存在实数m使不等式mx+1≥-x2+4x+1和2f(x)≥mx+1恒成立?若存在,】
问题描述:
已知函数f(x)=(ax2+x+1)ex
(1)若曲线y=f(x)在x=1处的切线与x轴平行,求a的值,并讨论f(x)的单调性;
(2)当a=0时,是否存在实数m使不等式mx+1≥-x2+4x+1和2f(x)≥mx+1恒成立?若存在,求出m的值,若不存在,请说明理由.
宋一兵回答:
(1)函数的导数为f'(x)=(2ax+1)ex+(ax2+x+1)ex=[ax2+(2a+1)x+2]ex,
因为曲线y=f(x)在x=1处的切线与x轴平行,
所以f'(1)=(3a+3)e=0,解得a=-1.
此时f'(x)=(-x2-x+2)ex=-(x+2)(x-1)ex,
由f'(x)=-(x+2)(x-1)ex>0,解得-2<x<1,即函数的单调递增区间为(-2,1).
由f'(x)=-(x+2)(x-1)ex<0,解得x>1或x<-2,即函数的单调递减区间为(-∞,-2)和(1,+∞).
(2)当a=0时,f(x)=(x+1)ex.假设存在实数m使不等式mx+1≥-x2+4x+1和2f(x)≥mx+1对任意x∈[0,+∞)恒成立,
由mx+1≥-x2+4x+1,得x2+(m-4)x≥0恒成立,所以判别式△=(m-4)2≤0,解得m=4.
下面证明2(x+1)ex≥4x+1恒成立.
设g(x)=2(x+1)ex-4x-1,g'(x)=(2x+4)ex-4,
因为g'(0)=0.当x≥0时,(2x+4)>4,ex>1,所以g'(x)=(2x+4)ex-4>0,
所以g(x)在(0,+∞)上单调递增.
所以g(x)的最小值为g(0)=2-1=1>0,所以g(x)>0.
即2(x+1)ex≥4x+1恒成立.
综上可知:存在实数m=4使不等式mx+1≥-x2+4x+1和2f(x)≥mx+1对任意x∈[0,+∞)恒成立.
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