答案:
(1)f'(x)=2xex-1+x2ex-1-x2-2x=x(x+2)(ex-1-1),
令f'(x)=0,可得x1=-2,x2=0,x3=1.
当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:
x | (-∞,-2) | -2 | (-2,0) | 0 | (0,1) | 1 | (1,+∞) |
f'(x) | - | 0 | + | 0 | - | 0 | + |
f(x) | ↓ | 极小值 | ↑ | 极大值 | ↓ | 极小值 | ↑ |
∴函数y=f(x)的增区间为(-2,0)和(1,+∞),减区间为(-∞,-2)和(0,1).
(2)当x∈[-1,2]时,f(-1)=-<0,
f(2)=4(e-)>0,f(x)极小值=f(1)=->f(-1),f(x)极大值=f(0)=0.
所以f(x)在[-1,2]上的最小值为-.
(3)设gn(x)=ex-1-,当n=1时,只需证明g1(x)=ex-1-x>0,当x∈(1,+∞)时,g1′(x)=ex-1-1>0,
所以g1(x)=ex-1-x在(1,+∞)上是增函数,∴g1(x)>g1(1)=e0-1=0,即ex-1>x;
当x∈(1,+∞)时,假设n=k时不等式成立,即gk(x)=ex-1->0,
当n=k+1时,
因为gk+1′(x)=ex-1-=ex-1->0,
所以gk+1(x)在(1,+∞)上也是增函数.
所以gk+1(x)>gk+1(1)=e0-=1->0,
即当n=k+1时,不等式成立.
由归纳原理,知当x∈(1,+∞)时,∀n∈N*,ex-1>.