题目
设函数f(x)连续,且满足 (int )_(0)^x(x-t)f(t)dt=x(x-2)(e)^x+2x.-|||-(1)求函数f(x)的表达式;-|||-(2)求函数f(x)的单调区间与极值.

题目解答
答案

解析
步骤 1:求导数
对等式 ${\int }_{0}^{x}(x-t)f(t)dt=x(x-2){e}^{x}+2x$ 两边同时对x求导,利用微积分基本定理和链式法则,得到:
$$(x-x)f(x)+{\int }_{0}^{x}f(t)dt=(x-2+1){e}^{x}+x(x-2){e}^{x}+2$$
化简得到:
$${\int }_{0}^{x}f(t)dt=(x-1){e}^{x}+x(x-2){e}^{x}+2$$
步骤 2:再次求导
对上式两边同时对x求导,得到:
$$f(x)=(x-1+1){e}^{x}+(x-2+1){e}^{x}+x(x-2){e}^{x}$$
化简得到:
$$f(x)={e}^{x}({x}^{2}+2x-2)$$
步骤 3:求单调区间与极值
对 $f(x)={e}^{x}({x}^{2}+2x-2)$ 求导,得到:
$$f'(x)={e}^{x}({x}^{2}+4x)$$
令 $f'(x)=0$,解得 $x=-4$ 和 $x=0$。根据导数的符号,可以判断函数的单调性:
- 当 $x<-4$ 时,$f'(x)>0$,函数单调增加;
- 当 $-4- 当 $x>0$ 时,$f'(x)>0$,函数单调增加。
因此,函数的单调增加区间为 $(-\infty ,-4)$ 与 $(0,+\infty )$,单调减少区间为 $[ -4,0] $。极值点为 $x=-4$ 和 $x=0$,代入 $f(x)$ 得到极值:
- 当 $x=-4$ 时,$f(-4)=6{e}^{-4}$,为极大值;
- 当 $x=0$ 时,$f(0)=-2$,为极小值。
对等式 ${\int }_{0}^{x}(x-t)f(t)dt=x(x-2){e}^{x}+2x$ 两边同时对x求导,利用微积分基本定理和链式法则,得到:
$$(x-x)f(x)+{\int }_{0}^{x}f(t)dt=(x-2+1){e}^{x}+x(x-2){e}^{x}+2$$
化简得到:
$${\int }_{0}^{x}f(t)dt=(x-1){e}^{x}+x(x-2){e}^{x}+2$$
步骤 2:再次求导
对上式两边同时对x求导,得到:
$$f(x)=(x-1+1){e}^{x}+(x-2+1){e}^{x}+x(x-2){e}^{x}$$
化简得到:
$$f(x)={e}^{x}({x}^{2}+2x-2)$$
步骤 3:求单调区间与极值
对 $f(x)={e}^{x}({x}^{2}+2x-2)$ 求导,得到:
$$f'(x)={e}^{x}({x}^{2}+4x)$$
令 $f'(x)=0$,解得 $x=-4$ 和 $x=0$。根据导数的符号,可以判断函数的单调性:
- 当 $x<-4$ 时,$f'(x)>0$,函数单调增加;
- 当 $-4
因此,函数的单调增加区间为 $(-\infty ,-4)$ 与 $(0,+\infty )$,单调减少区间为 $[ -4,0] $。极值点为 $x=-4$ 和 $x=0$,代入 $f(x)$ 得到极值:
- 当 $x=-4$ 时,$f(-4)=6{e}^{-4}$,为极大值;
- 当 $x=0$ 时,$f(0)=-2$,为极小值。