(12分)已知函数 f(x)=e^ x (a x+b)-x…——2013 高考数学第 20 题答案解析

2013_新课标 I 卷 (2013·文)

2013 全国 第 20 题 解答题 区分题
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20.(12分)已知函数 $f(x)=e^{x}(a x+b)-x^{2}-4 x$ ,曲线 $y=f(x)$ 在点( $0, f($ 0))处切线方程为 $y=4 x+4$ .
(I)求 a , b 的值;
(II)讨论 $f(x)$ 的单调性,并求 $f(x)$ 的极大值。

参考答案(1)a=4,\quad b=4(2)单调增区间是 $(-\infty,-2),(-\ln 2,+\infty)$ ,单调减区间是 $(-2,-\ln 2)$;极大值为 $4\left(1-e^{-2}\right)$

完整解析 · 逐步详解

【考点】6D:利用导数研究函数的极值;6H:利用导数研究曲线上某点切线方

程。
【专题】16:压轴题;53:导数的综合应用.
【分析】(I)求导函数,利用导数的几何意义及曲线 $y=f(x)$ 在点( $0, f(0$ ))处切线方程为 $y=4 x+4$ ,建立方程,即可求得 $a$ ,$b$ 的值;
(II)利用导数的正负,可得 $f(x)$ 的单调性,从而可求 $f(x)$ 的极大值.
【解答】解:( I$) \because \mathrm{f}(\mathrm{x})=\mathrm{e}^{\mathrm{x}}(\mathrm{ax}+\mathrm{b})-\mathrm{x}^{2}-4 \mathrm{x}$ ,
$\therefore f^{\prime}(x)=e^{x}(a x+a+b)-2 x-4$ ,
∵ 曲线 $y=f(x)$ 在点( $0, f(0)$ )处切线方程为 $y=4 x+4$
$\therefore f(0)=4, f^{\prime}(0)=4$
$\therefore \mathrm{b}=4, \quad \mathrm{a}+\mathrm{b}=8$
$\therefore \mathrm{a}=4, \quad \mathrm{~b}=4$ ;
(II)由(I)知,$f(x)=4 e^{x}(x+1)-x^{2}-4 x, f^{\prime}(x)=4 e^{x}(x+2)-2 x-4=4 (\mathrm{x}+2) \quad\left(\mathrm{e}^{\mathrm{x}}-\frac{1}{2}\right)$,

令 $f^{\prime}(x)=0$ ,得 $x=-\ln 2$ 或 $x=-2$
$\therefore x \in(-\infty,-2)$ 或 $(-\ln 2,+\infty)$ 时,$f^{\prime}(x)>0 ; x \in(-2,-\ln 2)$ 时,$f^{\prime}(x$ )$<0$
$\therefore f(x)$ 的单调增区间是 $(-\infty,-2),(-\ln 2,+\infty)$ ,单调减区间是 $(-2$ , $-\ln 2)$

当 $x=-2$ 时,函数 $f(x)$ 取得极大值,极大值为 $f(-2)=4\left(1-e^{-2}\right)$ .
【点评】本题考查导数的几何意义,考查函数的单调性与极值,考查学生的计算能力,确定函数的解析式是关键.

✅ 来源:2013年 · 全国 · 2013_新课标 I 卷 (2013·文) · 第 20 题 · 本题已通过人工审核与系统自动校验

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