题目内容
(本小题满分12分) 已知函数
.
(Ⅰ)若曲线
在点
处的切线与直线
垂直,求函数
的单调区间;
(Ⅱ)若对于
都有
成立,试求
的取值范围;
(Ⅲ)记
.当
时,函数
在区间
上有两个零点,求实数
的取值范围.
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835085876.gif)
(Ⅰ)若曲线
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835288420.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835490358.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835568389.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835288420.gif)
(Ⅱ)若对于
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835615504.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835631562.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835646192.gif)
(Ⅲ)记
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835662709.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835678231.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835693276.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835709290.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835880197.gif)
解: (I) 直线
的斜率为1.函数
的定义域为
,
,所以
,所以
. 所以
.
.由
解得
;由
解得
.
所以
的单调增区间是
,单调减区间是
. ……………………4分
(II)
,由
解得
;由
解得
.
所以
在区间
上单调递增,在区间![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836473428.gif)
上单调递减.
所以当
时,函数
取得最小值,
.
因为对于
都有
成立,所以
即可.
则
. 由
解
得
. 所以
的范围是
.……8分
(III)依题得
,则
.由
解得
;由
解得
.
所以函数
在区间
为减函数,在区间
为增函数.
又因为函数
在区间
上有两个零点,所以![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183837222931.gif)
解得
.所以
的取值范围是
. …………12分
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835568389.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835912270.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835927428.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835943591.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835974634.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836083231.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836099615.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836114544.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836146344.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836161239.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836239343.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836255292.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835912270.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836286412.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836317286.gif)
(II)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836348723.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836146344.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836380391.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836239343.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836411462.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835912270.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836442459.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836473428.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/2014082318383650485.gif)
所以当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836520280.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835912270.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836567536.gif)
因为对于
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835615504.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835631562.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836692600.gif)
则
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836707780.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836723484.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/2014082318383677065.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836816353.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835646192.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836848330.gif)
(III)依题得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836863692.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836879595.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836894345.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836910230.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836926341.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836941288.gif)
所以函数
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835693276.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183836988297.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183837066417.gif)
又因为函数
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835693276.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835709290.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183837222931.gif)
解得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183837253430.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183835880197.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823183837331394.gif)
略
![](http://thumb.zyjl.cn/images/loading.gif)
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