题目内容
已知函数,其中
是自然对数的底数.
(1)求函数的零点;
(2)若对任意均有两个极值点,一个在区间
内,另一个在区间
外,
求的取值范围;
(3)已知且函数
在
上是单调函数,探究函数
的单调性.
【答案】
(1)① 当时,函数
有1个零点:
② 当
时,函数
有2个零点:
③ 当
时,函数
有两个零点:
④ 当
时,函数
有三个零点:
(2)
(3)探究详见解析.
【解析】
试题分析:(1)令n=1,n=2,求出g(x)的表达式,在分类求出g(x)=0的解即可.
(2)对函数求导
,,对其分母构造函数
,则
=0由有一根在
内,另一个在区间
外,可得
,即
,解出a即可.
(3)由(2)可知存在
,结合已知条件,可得函数
在
上是单调减函数, 所
的分子的值小于等于0,其相应的判别式小于等于0,在结合已知
可证得
即可.
试题解析:(1),
① 当时,
函数
有1个零点:
1分
② 当时,
函数
有2个零点:
2分
③ 当时,
函数
有两个零点:
3分
④ 当时,
函数
有三个零点:
4分
(2) 5分
设,
的图像是开口向下的抛物线.
由题意对任意有两个不等实数根
,
且
则对任意,即
, 7分
又任意关于
递增,
,
故
所以的取值范围是
9分
(3)由(2)知, 存在,又函数
在
上是单调函数,故函数
在
上是单调减函数, 10分
从而即
11分
所以
由知
13分
即对任意
故函数在
上是减函数. 14分
考点:1.函数的零点;2.函数的导数;3.单数性质的应用.

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