题目
求函数 (x)=x(e)^x的单调区间和极值.
求函数
的单调区间和极值.
的单调区间和极值.
题目解答
答案
解:
函数
的定义域为R,
令
,解得:
.
列表:
由表可知函数
的单调递减区间为
,单调递增区间为
.
当
时,函数
的极小值为
.
函数
的定义域为R,
令
,解得:
.
列表:
| x | ![]() |
-1 | ![]() |
![]() |
- | 0 | + |
![]() |
↓ | 极小值 | ↑ |
的单调递减区间为
,单调递增区间为
.
当
时,函数
的极小值为
.
解析
考查要点:本题主要考查利用导数求函数的单调区间和极值,涉及导数的计算、导数符号分析以及极值判定。
解题核心思路:
- 求导:使用乘积法则对函数$f(x)=x{e}^{x}$求导,得到$f'(x)$。
- 求临界点:解方程$f'(x)=0$,找到可能的极值点。
- 分析导数符号:通过数轴法划分区间,判断导数在各区间的符号,确定单调性。
- 判定极值:根据导数在临界点处的符号变化,确定极值的存在性及类型。
破题关键点:
- 导数计算:正确应用乘积法则,注意$e^x$的导数仍为$e^x$。
- 临界点唯一性:利用$e^x > 0$的性质,快速确定临界点$x=-1$。
- 符号分析:通过测试点法判断导数在各区间的正负,从而确定单调性。
1. 求导数
函数$f(x)=x{e}^{x}$由$x$和$e^x$相乘构成,使用乘积法则:
$f'(x) = \frac{d}{dx}(x) \cdot e^x + x \cdot \frac{d}{dx}(e^x) = e^x + x e^x = e^x (1 + x).$
2. 求临界点
令$f'(x)=0$,即:
$e^x (1 + x) = 0.$
由于$e^x > 0$对任意$x$成立,故方程等价于:
$1 + x = 0 \quad \Rightarrow \quad x = -1.$
3. 分析导数符号
将数轴分为两个区间:$(-\infty, -1)$和$(-1, +\infty)$,取测试点分析:
- 当$x \in (-\infty, -1)$时,取$x=-2$,则$1 + x = -1 < 0$,故$f'(x) = e^x (1 + x) < 0$,函数单调递减。
- 当$x \in (-1, +\infty)$时,取$x=0$,则$1 + x = 1 > 0$,故$f'(x) = e^x (1 + x) > 0$,函数单调递增。
4. 判定极值
在$x=-1$处,导数由负变正,因此该点为极小值点,极小值为:
$f(-1) = (-1) \cdot e^{-1} = -\frac{1}{e}.$

