Question

已知函數(shù)f（x）=x²e^-ax，a∈R．
（Ⅰ）當(dāng)a=1時(shí)，求f（x）的圖象在x=-1處的切線方程；
（Ⅱ）討論f（x）的單調(diào)性．

Answer 1

【答案】分析：（Ⅰ）把a(bǔ)=1代入到f（x）中化簡(jiǎn)得到f（x）的解析式，求出f'（x），因?yàn)榍�線的切點(diǎn)為（-1，f（-1）），所以把x=1代入到f'（x）中求出切線的斜率，把x=-1代入到f（x）中求出f（-1）的值得到切點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)切點(diǎn)和斜率寫出切線方程即可；
（Ⅱ）先求導(dǎo)數(shù)，分三種情況討論：①當(dāng)a=0時(shí)和②當(dāng)a＜0時(shí)，③當(dāng)a＜0時(shí)；討論f'（x）的正負(fù)得到函數(shù)的單調(diào)區(qū)間即可．
解答：解：（Ⅰ）因?yàn)閒（x）=x²e^-x，f′（x）=2xe^-x-x²e^-x=（2x-x²）e^-x．
所以f（-1）=e，f′（-1）=-3e（2分）
從而f（x）的圖象在x=-1處的切線方程為y-e=-3e（x+1），即y=-3ex+4e．（4分）
（Ⅱ）f′（x）=2xe^-ax-ax²e^ax=（2x-ax²）e^-ax．
①當(dāng)a=0時(shí)，若x＜0，則f′（x）＜0，若x＞0，則f'（x）＞0．（6分）
所以當(dāng)a=0時(shí)，函數(shù)f（x）在區(qū)間（-∞，0）內(nèi)為減函數(shù)，在區(qū)間（0，+∞）內(nèi)為增函數(shù)．
②當(dāng)，
由．
所以當(dāng)a＞0時(shí)，函數(shù)f（x）在區(qū)間（-∞，0）內(nèi)為減函數(shù)，在區(qū)間（0，）內(nèi)為增函數(shù)，在區(qū)間（，+∞）內(nèi)為減函數(shù)．（9分）
③當(dāng)a＜0時(shí)，由2x-ax²＜0，解得＜x＜0，
由2x-ax²＞0，解得x＜或x＞0．
所以，當(dāng)a＜0時(shí)，函數(shù)f（x）在區(qū)間（-∞，）內(nèi)為增函數(shù)，在區(qū)間（，0）內(nèi)為減函數(shù)，在區(qū)間（0，+∞）內(nèi)為增函數(shù)．（12分）
綜上所述：①當(dāng)a=0時(shí)，函數(shù)f（x）在區(qū)間（-∞，0）內(nèi)為減函數(shù)，在區(qū)間（0，+∞）內(nèi)為增函數(shù)．
②當(dāng)a＞0時(shí)，函數(shù)f（x）在區(qū)間（-∞，0）內(nèi)為減函數(shù)，在區(qū)間（0，）內(nèi)為增函數(shù)，在區(qū)間（，+∞）內(nèi)為減函數(shù)；
③當(dāng)a＜0時(shí)，函數(shù)f（x）在區(qū)間（-∞，）內(nèi)為增函數(shù)，在區(qū)間（，0）內(nèi)為減函數(shù)，在區(qū)間（0，+∞）內(nèi)為增函數(shù)．（14分）
點(diǎn)評(píng)：考查學(xué)生會(huì)利用導(dǎo)數(shù)求曲線上過某點(diǎn)切線方程的斜率，會(huì)利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性以及根據(jù)函數(shù)的增減性得到函數(shù)的極值．靈活運(yùn)用分類討論的數(shù)學(xué)思想解決數(shù)學(xué)問題．