函数f(x)=xe−xf(x)=xe^{-x},x∈[0,4]x∈[0,4]的最大值是()()
A. 00
B. 1e \dfrac {1}{e}
C. 4e4 \dfrac {4}{e^{4}}
D. 2e2 \dfrac {2}{e^{2}}

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完整解法

1. 对函数进行求导

根据导数的乘积求导法则与复合函数求导法则,对函数 f(x)=xe−xf(x)=xe^{-x} 求导:
f′(x)=(x)′e−x+x(e−x)′=e−x−xe−x=e−x(1−x)f'(x) = (x)'e^{-x} + x(e^{-x})' = e^{-x} - xe^{-x} = e^{-x}(1-x)

2. 分析导数符号确定函数的单调性

因为 x∈[0,4]x \in [0,4],且 e−x>0e^{-x} > 0 恒成立:

  • 当 0⩽x<10 \leqslant x < 1 时,f′(x)>0f'(x) > 0,此时 f(x)f(x) 单调递增;
  • 当 1<x⩽41 < x \leqslant 4 时,f′(x)<0f'(x) < 0,此时 f(x)f(x) 单调递减。
    因此,函数 f(x)f(x) 在 x=1x=1 处取得极大值,也是区间 [0,4][0,4] 上的最大值。

3. 计算函数最大值并得出结论

将 x=1x=1 代入原函数,计算最大值:
f(1)=1⋅e−1=1ef(1) = 1 \cdot e^{-1} = \frac{1}{e}
结合选项,正确答案为 B。

答案

B

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