题目内容
【题目】已知函数, .
(Ⅰ)若曲线在点处的切线与直线垂直,求函数的极值;
(Ⅱ)设函数.当时,若区间上存在,使得,求实数的取值范围.(为自然对数底数)
【答案】(1) 极小值为;(2) 实数的取值范围为.
【解析】试题分析:(1)根据函数的切线的几何意义,得到,即,解得.从而得到导函数,再研究导函数的正负,得到原函数的单调性从而得到极值;(2)构造函数令 ,只需在区间上的最小值小于零,转化为函数最值问题。对构造的函数求导,研究单调性求最值即可。
(1),
因为曲线在点处的切线与直线的垂直,
所以,即,解得.
所以.
∴当时, , 在上单调递减;
当时, , 在上单调递增;
∴当时, 取得极小值,
∴极小值为.
(2)令 ,
则,欲使在区间上上存在,使得,
只需在区间上的最小值小于零.
令得, 或.
当,即时, 在上单调递减,则的最小值为,
∴,解得,
∵,∴;
当,即时, 在上单调递增,则的最小值为,
∴,解得,∴;
当,即时, 在上单调递减,在上单调递增,
则的最小值为,
∵,∴.
∴,此时不成立.
综上所述,实数的取值范围为
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