题目内容
设函数的图象与直线
相切于
.
(1)求在区间
上的最大值与最小值;
(2)是否存在两个不等正数,当
时,函数
的值域也是
,若存在,求出所有这样的正数
;若不存在,请说明理由;
(3)设存在两个不等正数,当
时,函数
的值域是
,求正数
的取值范围.
解:(Ⅰ)。依题意则有:
,所以
,解得
,所以
;
,由
可得
或
。
在区间
上的变化情况为:
| 0 | | 1 | | 3 | | 4 |
| + | 0 | — | 0 | + | ||
| 0 | 增函数 | 4 | 减函数 | 0 | 增函数 | 4 |
所以函数在区间
上的最大值是4,最小值是0。
(Ⅱ)由函数的定义域是正数知,,故极值点
不在区间
上;
(1)若极值点在区间
,此时
,在此区间上
的最大值是4,不可能等于
;故在区间
上没有极值点;
(2)若在
上单调增,即
或
,
则,即
,解得
不合要求;
(3)若在
上单调减,即
,则
,
两式相减并除得:
, ①
两式相除并开方可得,
即,整理并除以
得:
, ②
代入①有,与
矛盾。
(Ⅲ)同(Ⅱ),极值点不可能在区间
上;
(1)若极值点在区间
,此时
,
故有①或②
①由,
知,
,当且仅当
时,
;
再由,
知,
,当且仅当
时,
由于,故不存在满足要求的
值。
②由,及
可解得
,
所以,
知,
;
即当时,存在
,
,
且,满足要求。
(2)若函数在区间
单调递增,则
或
,
且,故
是方程
的两根,
由于此方程两根之和为3,故不可能同在一个单调增区间;
(3)若函数在区间
单调递减,则
,
,
两式相除并整理得,由
知
,
即,
再将两式相减并除以得,
,
即,所以
是方程
的两根,令
,
则,解得
,
即存在,
满足要求。
综上可得,当时,存在两个不等正数
,使
时,
函数的值域恰好是
。

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