087. 已知函数f(x)=x2e−x 。
(1)求f(x)的极小值和极大值;
(2)当曲线y=f(x)的切线l的斜率为负数时,求l在x轴上截距的取值范围。
解:(1)f(x)∵的定义域R,且
f′(x)=−x(x−2)ex,
令f′(x)=0,得x=0或x=2。
当x变化时,f′(x)与f(x)的变化情况如下表:
x |
(−∞,0) |
0 |
(0,2) |
2 |
(2,+∞) |
f′(x) |
− |
0 |
+ |
0 |
− |
f(x) |
↘ |
0 |
↗ |
4e−2 |
↘ |
由上表知,f(x)的极小值为f(0)=0;f(x)的极大值为f(2)=4e−2。
(2)设切点为(t,f(t)),则l的方程为
y=f′(t)(x−t)+f(t),
∴l在x轴上的截距为
m(t)=t−f(t)f′(t)=t−tt−2
=(t−2)+2t−2+3。
∵曲线y=f(x)的切线l的斜率为负数,
∴f′(t)=−t(t−2)et<0,得t∈(−∞,0)⋃(2,+∞)。
①当t∈(2,+∞)时,t−2>0,则
m(t)=(t−2)+2t−2+3≥2√2+3,即
m(t)∈(2√2+3,+∞)。
②当t∈(−∞,0)时,m′(t)=1−2(t−2)2>0,
∴m(t)在(−∞,0)上递增,则m(t)∈(−∞,0)。
综上所述,直线l在x轴上截距的取值范围是
(−∞,0)⋃(2√2+3,+∞)。