已知函数f(x)=(x−k)2exk.(1)求f(x)的单调区间;(2)若对∀x∈(0,+∞),都有f(x)≤1e,求k的取值范围.

问题描述:

已知函数f(x)=(x−k)2e

x
k

(1)求f(x)的单调区间;
(2)若对∀x∈(0,+∞),都有f(x)≤
1
e
,求k的取值范围.

(1)f′(x)=

1
k
(x2k2)e
x
k

令f′(x)=0得x=±k….(3分)
当k>0时,f(x)在(-∞,-k)和(k,+∞)上递增,在(-k,k)上递减;
当k<0时,f(x)在(-∞,k)和(-k,+∞)上递减,在(k,-k)上递增…(8分)
(2)当k>0时,f(k+1)=e
k+1
k
1
e
,所以不可能对∀x∈(0,+∞),都有f(x)≤
1
e

当k<0时,由(1)知f(x)在(0,+∞)上的最大值为f(-k)=
4k2
e
,所以对∀x∈(0,+∞),都有f(x)≤
1
e

4k2
e
1
e
,∴
1
2
≤k<0

故对∀x∈(0,+∞),都有f(x)≤
1
e
时,k的取值范围为[-
1
2
,0).….(14分)
答案解析:(1)求导函数,分类讨论,利用导数的正负,可得f(x)的单调区间;
(2)对∀x∈(0,+∞),都有f(x)≤
1
e
,等价于对∀x∈(0,+∞),都有f(x)max
1
e
,由此可求k的取值范围.
考试点:利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性.
知识点:本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性,考查恒成立问题,考查函数的最值,属于中档题.