已知函数 $f(x)=\dfrac{a {\rm e}^x}{x^2}$($a \neq 0$).
1、当 $a=1$ 时,求函数 $f(x)$ 的单调区间.
2、设 $g(x)=f(x)-\dfrac{2}{x}-\ln x$,若 $g(x)$ 在区间 $(0,2)$ 上有两个极值点,求实数 $a$ 的取值范围.
解析
1、当 $a=1$ 时,函数 $f(x)$ 的导函数\[f'(x)=\dfrac{{\rm e}^x(x-2)}{x^3},\]于是函数 $f(x)$ 的单调递增区间是 $(-\infty,0),(2,+\infty)$,单调递减区间是 $(0,2)$.
2、根据题意,有\[g(x)=\dfrac{a{\rm e}^x}{x^2}-\dfrac 2x-\ln x,\]其导函数\[g'(x)=\dfrac{(x-2)\left(a{\rm e}^x-x\right)}{x^3},\]该函数在区间 $(0,2)$ 上有两个极值点,于是方程\[a=\dfrac{x}{{\rm e}^x}\]在区间 $(0,2)$ 上有两个实数解.设方程右侧函数为 $h(x)$,则其导函数\[h'(x)=\dfrac{1-x}{{\rm e}^x},\]因此\[\begin{array}{c|c|c|c}\hline x&0^+&(0,1)&1&(1,2)&2^-\\ \hline h(x)&0&\nearrow&\dfrac{1}{\rm e}&\searrow&\dfrac{2}{{\rm e}^2}\\ \hline \end{array}\]因此实数 $a$ 的取值范围是 $\left(\dfrac{2}{{\rm e}^2},\dfrac{1}{\rm e}\right)$.