题目内容
已知函数其中a>0.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)若函数f(x)在区间(-2,0)内恰有两个零点,求a的取值范围;
(3)当a=1时,设函数f(x)在区间[t,t+3]上的最大值为M(t),最小值为m(t),记g(t)=M(t)-m(t),求函数g(t)在区间[-3,-1]上的最小值。
【考点定位】本小题主要考查导数的运算,利用导数研究函数的单调性、函数的零点,函数的最值等基础知识.考查函数思想、分类讨论思想.考查综合分析和解决问题的能力.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)若函数f(x)在区间(-2,0)内恰有两个零点,求a的取值范围;
(3)当a=1时,设函数f(x)在区间[t,t+3]上的最大值为M(t),最小值为m(t),记g(t)=M(t)-m(t),求函数g(t)在区间[-3,-1]上的最小值。
【考点定位】本小题主要考查导数的运算,利用导数研究函数的单调性、函数的零点,函数的最值等基础知识.考查函数思想、分类讨论思想.考查综合分析和解决问题的能力.
(1)单调递增区间是,;单调递减区间是
(2)
(3)
(2)
(3)
(1)解:
由,得
当x变化时,,的变化情况如下表:
故函数的单调递增区间是,;单调递减区间是.
(2)解:由(1)知在区间内单调递增,在内单调递减,从而函数在区间内恰有两个零点当且仅当,解得.
所以,a的取值范围是.
(3)解:a=1时,.由(1)知在区间内单调递增,在内单调递减,在上单调递增.
(1)当时,,,在上单调递增,在上单调递减.因此,在上的最大值,而最小值为与中的较小者.由知,当时,,故,所以.而在上单调递增,因此.所以在上的最小值为.
(2)当时,,且.
下面比较的大小由在,上单调递增,
有
又由,,
从而,
所以 综上,函数在区间上的最小值为
由,得
当x变化时,,的变化情况如下表:
x | -1 | a | |||
+ | 0 | - | 0 | + | |
极大值 | 极小值 |
(2)解:由(1)知在区间内单调递增,在内单调递减,从而函数在区间内恰有两个零点当且仅当,解得.
所以,a的取值范围是.
(3)解:a=1时,.由(1)知在区间内单调递增,在内单调递减,在上单调递增.
(1)当时,,,在上单调递增,在上单调递减.因此,在上的最大值,而最小值为与中的较小者.由知,当时,,故,所以.而在上单调递增,因此.所以在上的最小值为.
(2)当时,,且.
下面比较的大小由在,上单调递增,
有
又由,,
从而,
所以 综上,函数在区间上的最小值为
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