Question

已知函数f（x）=（ax²+x-1）e^x，其中e是自然对数的底数，a∈R．
（1）若a=1，求曲线f（x）在点（1，f（1）处的切线方程；
（2）若a＜0，求f（x）的单调区间；
（3）若a=-1，函数f（x）的图象与函数g（x）=x³+x²+m的图象有3个不同的交点，求实数m的取值范围．

Answer

（1）把a=1代入，可求得f（1）=e，f′（1）=4e，由点斜式可得方程；（2）求导数，分a=，，＜a＜0，三种情况讨论；（3）原问题等价于f（x）-g（x）的图象与x轴有3个不同的交点，即y=m与y=（-x2+x-1）ex-x3-x2的图象有3个不同的交点，构造函数F（x）=（-x2+x-1）ex-x3-x2，求导数可得极值点，数形结合可得答案．
【解析】
∵f（x）=（ax2+x-1）ex，∴f′（x）=（2ax+1）ex+（ax2+x-1）ex=（ax2+2ax+x）ex，
（1）当a=1时，f（1）=e，f′（1）=4e，故切线方程为y-e=4e（x-1），
化为一般式可得4ex-y-3e=0；
（2）当a＜0时，f′（x）=（ax2+2ax+x）ex=[x（ax+2a+1）]ex，
若a=，f′（x）=-x2ex＜0，函数f（x）在R上单调递减，
若，当x∈（-∞，-2-）和（0，+∞）时，f′（x）＜0，函数f（x）单调递减，
当x∈（-2-，0）时，f′（x）＞0，函数f（x）单调递增；
若＜a＜0，当x∈（-∞，0）和（-2-，+∞）时，f′（x）＜0，函数f（x）单调递减，
当x∈（0，-2-）时，f′（x）＞0，函数f（x）单调递增；
（3）若a=-1，f（x）=（-x2+x-1）ex，可得f（x）-g（x）=（-x2+x-1）ex-x3-x2-m，
原问题等价于f（x）-g（x）的图象与x轴有3个不同的交点，
即y=m与y=（-x2+x-1）ex-x3-x2的图象有3个不同的交点，
构造函数F（x）=（-x2+x-1）ex-x3-x2，
则F′（x）=（-2x+1）ex+（-x2+x-1）ex-x2-x
=（-x2-x）ex-x2-x=-x（x+1）（ex+1），令F′（x）=0，可解得x=0或-1，
且当x∈（-∞，-1）和（0，+∞）时，F′（x）＜0，F（x）单调递减，
当x∈（-1，0）时，F′（x）＞0，F（x）单调递增，
故函数F（x）在x=-1处取极小值F（-1）=，在x=0处取极大值F（0）=-1，
要满足题意只需∈（，-1）即可．
故实数m的取值范围为：（，-1）