题目内容
【题目】设函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)若函数有两个零点,求满足条件的最小正整数
的值;
(3)若方程,有两个不相等的实数根
,比较
与0的大小.
【答案】(1) 单调增区间为,单调减区间为
. (2)
,(3)详见解析
【解析】试题分析: (1)先求函数导数,再求导函数零点 ,根据定义域舍去
,对
进行讨论,
时,
,单调增区间为
.
时,有增有减;(2) 函数
有两个零点,所以函数必不单调,且最小值小于零 ,转化研究最小值为负的条件:
,由于此函数单调递增,所以只需利用零点存在定理探求即可,即取两个相邻整数点代入研究即可得
的取值范围,进而确定整数值,(3)根据
,所以只需判定
大小,由
可解得
,代入分析只需比较
大小, 设
,构造函数
,利用导数可得最值,即可判定大小.
试题解析:(1)解:
.
当时,
,函数
在
上单调递增,函数
的单调增区间为
.
当时,由
,得
;由
,得
.
所以函数的单调增区间为
,单调减区间为
.
(2)解:由(1)得,若函数有两个零点
则,且
的最小值
,即
.
因为,所以
.令
,显然
在
上为增函数,
且,
,所以存在
,
.
当时,
;当
时,
.所以满足条件的最小正整数
(3)证明:因为是方程
的两个不等实根,由(1)知
.
不妨设,则
,
.
两式相减得,
即.
所以.因为
,
当时,
, 当x∈
时,
,
故只要证即可,即证明
,
即证明,
即证明.设
.
令,则
.
因为,所以
,当且仅当t=1时,
,所以
在
上是增函数.
又,所以当
时,
总成立.所以原题得证
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