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已知函数 f(x)=(x−2)ex−mx, g(x) 为 f(x) 的导函数.

  1. 当 m=0 时, 求曲线 g(x) 在 (1,g(1)) 处的切线方程;
  2. 若 f(x) 的两个极值点分别为 x1,x2(x1≠x2),
    1. 求实数 m 的取值范围;
    2. 证明: x1+x2<m(1+1e)+2.
解

2. 由于 g(x)=f′(x)=(x−1)ex−m, f″(x)=xex, 因此 g(x) 在 (−∞,0) 上单减, 在 (0,+∞) 上单增. 并且 g(x)≥0⟺x≥1.

  1. (简证) 要使 g(x) 有两个零点 x1,x2, 至少要求 m<0, 以及 0>g(x)min=g(0)=−1−m, 从而 −1<m<0.
    此时根据零点存在性定理可以在 (0,1) 上轻松找到一个零点. 再依据不等式 ex≥x2−1(x>0), 有 g(x)=x−1e−x−m>x−1(−x)2−1−m=1x+1−m,x<0, 从而另一个零点在 (1m−1,0) 上.
  2. 由于 m=(x1−1)ex1=(x2−1)ex2, 不妨设 x2−x1=t>0, 则 x1−1=(x2−1)et, 解得 x1=1+tet1−et,x2=1+t1−et, 所以不等式等价于 t(et+1)1−et<m(1+1e). 注意到t(et+1)1−et=ln⁡(et)et+11−et<2(et−1)et+1⋅et+11−et=−2<−(1+1e)<m(1+1e).