题目内容
【题目】已知函数
,
为自然对数的底数.
(Ⅰ)讨论
的单调性;
(Ⅱ)若函数
的图象与直线
交于
两点,线段
中点的横坐标为
,证明:
(
为函数
的导函数)
【答案】(Ⅰ)详见解析; (Ⅱ)详见解析
【解析】
试题解析:(Ⅰ)由题可知,
然后再,分
,
,
三种情况,进行讨论,由此即可求出结果.(Ⅱ)化简可得
,可得
,当
时,
,
在
上单调递增,与
轴不可能有两个交点,故
.当
时,令
,则
;令
,则
.故
在
上单调递增,在
上单调递减.不妨设
,且
,要证
,需证
,即证
,又
,所以只需证
.即证:当
时,
.然后再构造辅助函数,再利用导数,即可证明结果.
试题解析:解:(1)由题可知,![]()
①当
时,令
,则
∴![]()
令
,则
∴![]()
②当
时,![]()
③当
时,令
,则
∴![]()
令
,则
∴![]()
综上:①当
时,
在
上单调递减,在
上单调递增.当②
时,
在
上单调递增.
③当
时,
在
上单调递增,在
上单调递减.
(2)∵![]()
∴
,当
时,
,
在
上单调递增,与
轴不可能有两个交点,故
.
当
时,令
,则
;令
,则
.故
在
上
单调递增,在
上单调递减.不妨设
,且
,要证
,
需证
,即证
,
又
,所以只需证
.即证:当
时,
.
设![]()
则
,∴
在
上
单调递减,又
,故
.
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