题目内容
【题目】已知函数,其中a为非零常数.
讨论的极值点个数,并说明理由;
若,证明:在区间内有且仅有1个零点;设为的极值点,为的零点且,求证:.
【答案】(1)见解析;(2)(i)证明见解析;(ii)证明见解析.
【解析】
先对函数求导,然后结合导数与单调性的关系,对a进行分类讨论即可求解函数的单调性,进而可确定极值,
转化为证明只有一个零点,结合函数与导数知识可证;
由题意可得,,代入可得,,结合函数的性质可证.
解:解:由已知,的定义域为,
,
①当时,,从而,
所以在内单调递减,无极值点;
②当时,令,
则由于在上单调递减,,,
所以存在唯一的,使得,
所以当时,,即;当时,,即,
所以当时,在上有且仅有一个极值点.
综上所述,当时,函数无极值点;当时,函数只有一个极值点;
证明:由知.
令,由得,
所以在内有唯一解,从而在内有唯一解,
不妨设为,则在上单调递增,在上单调递减,
所以是的唯一极值点.
令,则当时,,
故在内单调递减,
从而当时,,所以.
从而当时,,且
又因为,故在内有唯一的零点.
由题意,即,
从而,即.
因为当时,,又,
故,即,
两边取对数,得,
于是,整理得.
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