题目内容
(本小题满分14分)已知函数,其中.
(Ⅰ)当时,求曲线在点处的切线方程;
(Ⅱ)当时,求的单调区间;
(Ⅲ)证明:对任意的在区间内均存在零点.
(Ⅰ)当时,求曲线在点处的切线方程;
(Ⅱ)当时,求的单调区间;
(Ⅲ)证明:对任意的在区间内均存在零点.
解:(Ⅰ)当时,
,……………………2分
,
所以曲线在点处的切线方程为. ……………4分
(Ⅱ),令,解得 ……………6分
因为,以下分两种情况讨论:
(1)若变化时,的变化情况如下表:
所以,的单调递增区间是的单调递减区间是.………8分
(2)若,当变化时,的变化情况如下表:
所以,的单调递增区间是的单调递减区间是……………………………………………10分
(Ⅲ)由(Ⅱ)可知,当时,在内的单调递减,在内单调递增,
以下分两种情况讨论:
(1)当时,在(0,1)内单调递减,
.
所以对任意在区间(0,1)内均存在零点.………………………12分
(2)当时,在内单调递减,在内单调递增,
若,
. 所以内存在零点.
若.
, 所以内存在零点. …………………13分
所以,对任意在区间(0,1)内均存在零点.
综上,对任意在区间(0,1)内均存在零点. …………………14分
,……………………2分
,
所以曲线在点处的切线方程为. ……………4分
(Ⅱ),令,解得 ……………6分
因为,以下分两种情况讨论:
(1)若变化时,的变化情况如下表:
+ | + | ||
所以,的单调递增区间是的单调递减区间是.………8分
(2)若,当变化时,的变化情况如下表:
+ | + | ||
所以,的单调递增区间是的单调递减区间是……………………………………………10分
(Ⅲ)由(Ⅱ)可知,当时,在内的单调递减,在内单调递增,
以下分两种情况讨论:
(1)当时,在(0,1)内单调递减,
.
所以对任意在区间(0,1)内均存在零点.………………………12分
(2)当时,在内单调递减,在内单调递增,
若,
. 所以内存在零点.
若.
, 所以内存在零点. …………………13分
所以,对任意在区间(0,1)内均存在零点.
综上,对任意在区间(0,1)内均存在零点. …………………14分
略
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