题目内容

【题目】已知函数的最大值为.

(Ⅰ)求实数的值;

(Ⅱ)当时,讨论函数的单调性;

(Ⅲ)当时,令,是否存在区间.使得函数在区间上的值域为若存在,求实数的取值范围;若不存在,说明理由.

【答案】(1) ;(2) 时,单调增;时, 单调递减,在单调递增;时,同理单调递减,在单调递增;(3)不存在.

【解析】分析:(1)利用导数研究函数的单调性,可得当时, 取得极大值,也是最大值,

可得结果;(2)求出,分三种情况讨论的范围,在定义域内,分别令求得的范围,可得函数增区间,求得的范围,可得函数的减区间;(3)假设存在区间,使得函数在区间上的值域是,则,问题转化为关于的方程在区间内是否存在两个不相等的实根,进而可得结果.

详解(1) 由题意得

,解得

时, ,函数单调递增;

时, ,函数单调递减.

所以当时, 取得极大值,也是最大值,

所以,解得.

(2)的定义域为.

,则,故单调增

②若,而,故,则当时,;

时,

单调递减,在单调递增。

③若,即,同理单调递减,在单调递增

(3)由(1)知

所以,令,则恒成立,所以在区间内单调递增,

所以恒成立,

所以函数在区间内单调递增.

假设存在区间,使得函数在区间上的值域是

问题转化为关于的方程在区间内是否存在两个不相等的实根, 即方程在区间内是否存在两个不相等的实根,

,则

,则恒成立,所以函数在区间内单调递增,

恒成立,所以,所以函数在区间内单调递增,所以方程在区间内不存在两个不相等的实根.

综上所述,不存在区间,使得函数在区间上的值域是.

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