∫π每天一道数学题
  1. 已知函数 f(x)=xex+ax+bf(x)=xe^x+ax+b, 曲线 y=f(x)y=f(x) 在点 (0,f(0))(0,f(0)) 处的切线方程为 y=−2x+1y=-2x+1.

(1) 求 aa, bb;

(2) 当 x>0x>0 时, f(x+m)−f(x)>mf(x+m)-f(x)>m, 求 mm 的取值范围;

(3) 当 x>0x>0 时, f(k+x)+f(k−x)>2f(k)f(k+x)+f(k-x)>2f(k), 求 kk 的最小值。

参考解析

(1) f(0)=b=1f(0)=b=1, f′(x)=(x+1)ex+af'(x)=(x+1)e^x+a, f′(0)=1+a=−2f'(0)=1+a=-2, a=−3a=-3.

f(x)=xex−3x+1f(x)=xe^x-3x+1.

(2) f(x+m)−f(x)>mf(x+m)-f(x)>m, 即 (x+m)ex+m−3(x+m)+1−xex+3x−1>m(x+m)e^{x+m}-3(x+m)+1-xe^x+3x-1>m.

(x+m)ex+m−xex−3m>m(x+m)e^{x+m}-xe^x-3m>m, (x+m)ex+m−xex>4m(x+m)e^{x+m}-xe^x>4m.

令 g(x)=f(x)−f(x−m)=xex−(x−m)ex−m−3mg(x)=f(x)-f(x-m)=xe^x-(x-m)e^{x-m}-3m...

通过分析 f′(x)=(x+1)ex−3=(x+1)ex−3f'(x)=(x+1)e^x-3=(x+1)e^x-3, 当 x>0x>0 时 f′(x)>−3f'(x)>-3...

答案: m>−1m>-1.

(3) f(k+x)+f(k−x)>2f(k)f(k+x)+f(k-x)>2f(k), 即 (k+x)ek+x+(k−x)ek−x−6k+2>2kek−6k+2(k+x)e^{k+x}+(k-x)e^{k-x}-6k+2>2ke^k-6k+2.

(k+x)ek+x+(k−x)ek−x>2kek(k+x)e^{k+x}+(k-x)e^{k-x}>2ke^k.

由 f′′(x)=(x+2)exf''(x)=(x+2)e^x, 当 x>0x>0 时 f′′(x)>0f''(x)>0, f′f' 单调递增.

答案: kk 的最小值为 ln⁡2\ln 2. a=−3a=-3, b=1b=1. m>−1m>-1. kmin⁡=ln⁡2k_{\min}=\ln 2.

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