题目内容
(本小题满分14分)
已知函数![]()
(Ⅰ)请研究函数
的单调性;
(Ⅱ)若函数
有两个零点,求实数
的取值范围;
(Ⅲ)若定义在区间D上的函数
对于区间D上的任意两个值x1、x2总有以下不等式
成立,则称函数
为区间D上的“凹函数”.若函
数
的最小值为
,试判断函数
是否为“凹函数”,并对你的判断加以证明.
【答案】
解:(Ⅰ)
的定义域为
,
.
当
时,
为增函数;
当
时,
在区间
上是增函数,
在区间
上是减函数.
(Ⅱ)因为函数
有两个零点,所以由(1)知
.此时方程
有两个实数根,当
时,有
,令
,则由
,
于是,
在
上递减,且
;
在
上递减,且
;
在
上递增,且
.所以,
,
于是,实数
的取值范围是
.
另解:因为函数
有两个零点,所以由(1)知
,且
为极小值,根据图像,只需要
即可.
(Ⅲ)由(1)知,
,其中
.
对于任意的
,因为![]()
![]()
![]()
=
>0,所以
.
因此,函数
在其定义域
内是 “凹函数”.
【解析】略
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