(21)本小题满分 12 分) 设函数 f_ (x) =x…——2010 高考数学第 20 题答案解析

2010_老新课标卷 (2010·文)

2010 ?? 第 20 题 解答题 区分题
2010_老新课标卷 (2010·文)

(21)本小题满分 12 分)
设函数 $f_{(x)}=x\left(e^{x}-1\right)-a x^{2}$
(I)若 $\mathrm{a}=\frac{1}{2}$ ,求 $f_{(x)}$ 的单调区间;
(II)若当 $x \geq 0$ 时 $f_{(x)} \geq 0$ ,求 a 的取值范围

完整解析 · 逐步详解

【解答】
解:
(I)$a=\frac{1}{2}$ 时,$f(x)=x\left(e^{x}-1\right)-\frac{1}{2} x^{2}, f^{\prime}(x)=e^{x}-1+x e^{x}-x=\left(e^{x}-1\right)(x+1)$ 。
当 $x \in(-\infty,-1)$ 时 $f^{\prime}(x)>0$ ;当 $x \in(-1,0)$ 时,$f^{\prime}(x)<0$ ;当 $x \in(0,+\infty)$ 时, $f^{\prime}(x)>0$ 。故 $f(x)$ 在 $(-\infty,-1),(0,+\infty)$ 单调增加,在 $(-1,0)$ 单调减少。
(II)$f(x)=x\left(\mathrm{e}^{\mathrm{x}}-1-\mathrm{ax}\right)$ 。令 $g(x)=\mathrm{x}\left(\mathrm{e}^{\mathrm{x}}-1-\mathrm{ax}\right)$ ,则 $g^{\prime}(x)=e^{x}-a$ 。
若 $a \leq 1$ ,则当 $x \in(0,+\infty)$ 时,$g^{\prime}(x)>0, g(x)$ 为增函数,而 $g(0)=0$ ,从而当 $\mathrm{x} \geq$ 0 时 $g(x) \geq 0$ ,即 $f(x) \geq 0$ .

若 $a>1$ ,则当 $x \in(0, \ln a)$ 时,$g^{\prime}(x)<0, g(x)$ 为减函数,而 $g(0)=0$ ,从而当 $x \in(0, \ln a)$ 时 $g(x)<0$ ,即 $f(x)<0$ .

综合得 $a$ 的取值范围为 $(-\infty, 1]$

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