题目内容
【题目】已知函数, (为自然对数的底数).
(Ⅰ)当时,求的最小值;
(Ⅱ)若函数恰有两个不同极值点.
①求的取值范围;
②求证: .
【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ) ,②见解析.
【解析】试题分析:(Ⅰ)求出,令求得的范围,可得函数增区间, 求得的范围,可得函数的减区间,根据单调性可得的最小值;(Ⅱ)①恰有两个极值点,等价于在上恰有两个不同零点,当时, 在恒成立, 在上单调递减,不合要求;当时,研究函数的单调性结合零点存在定理可得的取值范围,②不妨设,则有: ,可得,令,原不等式等价于, ,验证函数的最大值小于零即可得结论.
试题解析:(Ⅰ) , , ,
所以在上单调递减,在上单调递增,
,
即时,恒有,
故在上单调递增, .
(Ⅱ),要恰有两个极值点,
等价于在上恰有两个不同零点.
,
当时, 在恒成立, 在上单调递减,不合要求;
当时, 在上单调递减,在上单调递增,
而,由,
∴, ,
此时, ,
故当时, 在与上各恰有一个零点,
即当时函数有两个极值点.
另法:考查
②不妨设,则有: ,两式相加与相减得: ,
,而,
,令,
, , ,
考查函数, , 恒成立于,
在上单调递增,则恒有.
即, 成立,
故命题得证.
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