2. 已知函数
对于![]()
,都有![]()
(1)求证:
是奇函数;
(2)若
,用
表示
.
例4:(07全国二卷)已知函数
.
(1)求曲线
在点
处的切线方程;
(2)设
,如果过点
可作曲线
的三条切线,证明:![]()
解:(1)
的导数
.曲线
在点
处的切线方程为:
,即
.
(2)如果有一条切线过点
,则存在
,使
.
若过点
可作曲线
的三条切线,则方程
有三个相异的实数根.记
,则![]()
.
当
变化时,
变化情况如下表:
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
0 |
|
|
|
增函数 |
极大值 |
减函数 |
极小值 |
增函数 |
由
的单调性,当极大值
或极小值
时,方程
最多有一个实数根;
当
时,解方程
得
,即方程
只有两个相异的实数根;
当
时,解方程
得
,即方程
只有两个相异的实数根.
综上,如果过
可作曲线
三条切线,即
有三个相异的实数根,则
即
.
例5:(07山东理)设函数
,其中
.
(Ⅰ)当
时,判断函数
在定义域上的单调性;
(Ⅱ)求函数
的极值点;
(Ⅲ)证明对任意的正整数
,不等式
都成立.
解(I) 函数
的定义域为
.
,
令
,则
在
上递增,在
上递减,
.当
时,
,
在
上恒成立.![]()
即当
时,函数
在定义域
上单调递增。
(II)分以下几种情形讨论:(1)由(I)知当
时函数
无极值点.
(2)当
时,
,
时,![]()
时,![]()
时,函数
在
上无极值点。
(3)当
时,解
得两个不同解
,
.
当
时,
,
,
![]()
此时
在
上有唯一的极小值点
.
当
时,![]()
在
都大于0 ,
在
上小于0 ,
此时
有一个极大值点
和一个极小值点
.
综上可知,
时,
在
上有唯一的极小值点
;
时,
有一个极大值点
和一个极小值点
;
时,函数
在
上无极值点。
(III) 当
时,![]()
令
则
在
上恒正,
在
上单调递增,当
时,恒有
.
即当
时,有![]()
,
对任意正整数
,取
得![]()
单元练习