.(Ⅰ)求f(x)的单调区间;
(Ⅱ)是否存在实数k,使得函数f(x)的极大值等于3e-2?若存在,求出k的值;若不存在,请说明理由.
请考生在第(22)、(23)、(24)三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题记分.作答时用2B铅笔在答题卡上把所选题目对应的题号涂黑.在线课程解:(Ⅰ)f(x)的定义域为R.
,即 f'(x)=-e-kx(kx-2)(x+1)(k<0).
令f'(x)=0,解得:x=-1或
.当k=-2时,f'(x)=2e2x(x+1)2≥0,故f(x)的单调递增区间是(-∞,+∞).…(3分)
当-2<k<0时,f(x),f'(x)随x的变化情况如下:
| x | ![]() | ![]() | ![]() | -1 | (-1,+∞) |
| f'(x) | + | 0 | - | 0 | + |
| f(x) | ↗ | 极大值 | ↘ | 极小值 | ↗ |
和(-1,+∞),单调递减区间是
.…(5分)当k<-2时,f(x),f'(x)随x的变化情况如下:
| x | (-∞,-1) | -1 | ![]() | ![]() | ![]() |
| f'(x) | + | 0 | - | 0 | + |
| f(x) | ↗ | 极大值 | ↘ | 极小值 | ↗ |
,单调递减区间是
.…(7分)(Ⅱ)当k=-1时,f(x)的极大值等于3e-2.理由如下:
当k=-2时,f(x)无极大值.
当-2<k<0时,f(x)的极大值为
,…(8分)令
,即
,解得 k=-1或
(舍).…(9分)当k<-2时,f(x)的极大值为
.…(10分)因为 ek<e-2,
,所以
.因为
,所以 f(x)的极大值不可能等于3e-2.综上所述,当k=-1时,f(x)的极大值等于3e-2.…(12分)
分析:(Ⅰ)确定函数f(x)的定义域,求导函数,并分解 f'(x)=-e-kx(kx-2)(x+1)(k<0),对f'(x)=0的两个根的大小进行比较,分类讨论:k=-2时,f'(x)=2e2x(x+1)2≥0;当-2<k<0时,
;当k<-2时,
,从而可确定函数的单调区间;(Ⅱ)当k=-1时,f(x)的极大值等于3e-2.按照(Ⅰ)的分类讨论方法,当k=-2时,f(x)无极大值;当-2<k<0时,f(x)的极大值为
,可得 k=-1;当k<-2时,f(x)的极大值不可能等于3e-2.点评:本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性,考查函数的极值,考查分类讨论的数学思想,合理分类是关键.
