题目内容

(本小题满分14分)

已知函数

(Ⅰ)请研究函数的单调性;

(Ⅱ)若函数有两个零点,求实数的取值范围;

(Ⅲ)若定义在区间D上的函数对于区间D上的任意两个值x1、x2总有以下不等式成立,则称函数为区间D上的“凹函数”.若函

 

的最小值为,试判断函数是否为“凹函数”,并对你的判断加以证明.

 

【答案】

解:(Ⅰ)的定义域为.

时,为增函数;

时,在区间上是增函数,在区间上是减函数.

(Ⅱ)因为函数有两个零点,所以由(1)知.此时方程有两个实数根,当时,有

,令,则由

于是,上递减,且上递减,且

上递增,且.所以,

于是,实数的取值范围是.

另解:因为函数有两个零点,所以由(1)知,且为极小值,根据图像,只需要即可.

(Ⅲ)由(1)知, ,其中.

对于任意的,因为

 

=>0,所以.

因此,函数在其定义域 内是 “凹函数”.

【解析】略

 

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