(13 分)设函数 f(x)= [a x^ 2 -(4 a…——2018 高考数学第 18 题答案解析

2018_北京卷 (2018·理)

2018 北京 第 18 题 解答题 区分题
2018_北京卷 (2018·理)

18.(13 分)设函数 $f(x)=\left[a x^{2}-(4 a+1) x+4 a+3\right] e^{x}$ 。
(I)若曲线 $\mathrm{y}=\mathrm{f}(\mathrm{x})$ 在点 $(1, \mathrm{f}(1))$ 处的切线与 x 轴平行,求 a ;
(II)若 $\mathrm{f}(\mathrm{x})$ 在 $\mathrm{x}=2$ 处取得极小值,求 a 的取值范围.

完整解析 · 逐步详解

【考点】6D:利用导数研究函数的极值; 6 H :利用导数研究曲线上某点切线方程。

【专题】32:分类讨论;34:方程思想;48:分析法;52:导数的概念及应用; 53:导数的综合应用.

【分析】(I)求得 $f(x)$ 的导数,由导数的几何意义可得 $f^{\prime}(1)=0$ ,解方程可得 a 的值;
(II)求得 $\mathrm{f}(\mathrm{x})$ 的导数,注意分解因式,讨论 $\mathrm{a}=0, \mathrm{a}=\frac{1}{2}, \mathrm{a}>\frac{1}{2}, 0<\mathrm{a}<\frac{1}{2}, \mathrm{a} <0$ ,由极小值的定义,即可得到所求 a 的范围.

【解答】解:(I)函数 $f(x)=\left[a x^{2}-(4 a+1) x+4 a+3\right] e^{x}$ 的导数为
$\mathrm{f}^{\prime}(\mathrm{x})=\left[\mathrm{ax}^{2}-(2 \mathrm{a}+1) \mathrm{x}+2\right] \mathrm{e}^{\mathrm{x}}$.
由题意可得曲线 $\mathrm{y}=\mathrm{f}(\mathrm{x})$ 在点( $1, \mathrm{f}(1)$ )处的切线斜率为 0 ,
可得 $(a-2 a-1+2) e=0$ ,且 $f(1)=3 e \neq 0$ ,
解得 $\mathrm{a}=1$ ;
(II)$f(x)$ 的导数为 $f^{\prime}(x)=\left[a x^{2}-(2 a+1) x+2\right] e^{x}=(x-2)(a x-1) e^{x}$ ,若 $a=0$ 则 $x<2$ 时,$f^{\prime}(x)>0, ~ f(x)$ 递增;$x>2, ~ f^{\prime}(x)<0, ~ f(x)$ 递减。 $x=2$ 处 $f(x)$ 取得极大值,不符题意;

若 $\mathrm{a}>0$ ,且 $\mathrm{a}=\frac{1}{2}$ ,则 $\mathrm{f}^{\prime}(\mathrm{x})=\frac{1}{2}(\mathrm{x}-2)^{2} \mathrm{e}^{\mathrm{x}} \geq 0, \mathrm{f}(\mathrm{x})$ 递增,无极值;
若 $\mathrm{a}>\frac{1}{2}$ ,则 $\frac{1}{\mathrm{a}}<2, \mathrm{f}(\mathrm{x})$ 在 $\left(\frac{1}{\mathrm{a}}, 2\right)$ 递减;在 $(2,+\infty),\left(-\infty, \frac{1}{\mathrm{a}}\right)$ 递增,
可得 $f(x)$ 在 $x=2$ 处取得极小值;
若 $0<\mathrm{a}<\frac{1}{2}$ ,则 $\frac{1}{\mathrm{a}}>2, \mathrm{f}(\mathrm{x})$ 在 $\left(2, \frac{1}{\mathrm{a}}\right)$ 递减;在 $\left(\frac{1}{\mathrm{a}},+\infty\right),(-\infty, 2)$ 递增,可得 $f(x)$ 在 $x=2$ 处取得极大值,不符题意;
若 $\mathrm{a}<0$ ,则 $\frac{1}{\mathrm{a}}<2, \mathrm{f}(\mathrm{x})$ 在 $\left(\frac{1}{\mathrm{a}}, 2\right)$ 递增;在 $(2,+\infty),\left(-\infty, \frac{1}{\mathrm{a}}\right)$ 递减,
可得 $f(x)$ 在 $x=2$ 处取得极大值,不符题意。
综上可得, a 的范围是( $\frac{1}{2},+\infty$ )。
【点评】本题考查导数的运用:求切线的斜率和极值,考查分类讨论思想方法,以及运算能力,属于中档题.

✅ 来源:2018年 · 北京 · 2018_北京卷 (2018·理) · 第 18 题 · 本题已通过人工审核与系统自动校验

再练一道 · 同类压轴题

2013 区分题 · 2013_退役省自主命题 (2013·…
(17)(本小题满分 13 分,(I)小问 6 分,(II)小问 7 分) 设 f(x)=a(…
区分题
(本小题满分14分)已知函数 f(x)=4 x^ 3 +3 t x^ 2 -6 t x+t-1…
2010 区分题 · 2010_退役省自主命题 (2010·…
(本小题满分 14 分) 已知曲线 C_ n : y=n x^ 2,点 P_ n (x_ n…

同类专题与考点

导数在研究函数中的作用高考真题 分类讨论高考真题导数法高考真题 分类不全易错题端点取等判断错误易错题

返回上层

数学全部真题2018年数学真题北京数学真题查看原卷:2018_北京卷 (2018·理)