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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