题目内容
【题目】已知
,其中常数
.
(1)当
时,求函数
的极值;
(2)若函数
有两个零点
,求证:
;
(3)求证:
.
选做题:
【答案】(1)
有极小值
,没有极大值.(2)证明见解析;(3)证明见解析.
【解析】试题分析:先写出函数
的定义域,(1)由
,求出
的导数,再求出
的单调性,即可求得极值;(2)先证明:当
恒成立时,有
成立,若
,则
显然成立;若
,运用参数分离,构造新函数通过求导数及单调性,结合函数零点存在定理,即可得证;(3)讨论当当
时,
恒成立,可设设
,求出导数,单调区间及最大值,运用不等式的性质,即可得证.
试题解析:函数
的定义域为
,
(1)当
时,
,
,
而
在
上单调递增,又
,
当
时,
,则
在
上单调递减;
当
时,
,则
在
上单调递增,所以
有极小值
,没有极大值.
(2)先证明:当
恒成立时,有
成立.
若
,则
显然成立;
若
,由
得
,令
,
则
,
令
,由
得
在
上单调递增,
又∵
,所以
在
上为负,在
上为正,
∴
在
上递减,在
上递增
∴
,从而
.
因而函数
若有两个零点,则
,所以
,
由
得
,则
,
∴
在
上单调递增,
∴
,
∴
在
上单调递增
∴
,则![]()
∴![]()
由
得
,则![]()
∴
,
综上得
.
(3)由(2)知当
时,
恒成立,所以
,
即
,
设
,则
,
当
时,
,所以
在
上单调递增;
当
时,
,所以
在
上单调递减;
所以
的最大值为
,即
,
因而
,
所以
,即![]()
点睛:导数是研究函数的单调性、极值(最值)最有效的工具对导数的应用的考查主要从以下几个角度进行:(1)考查导数的几何意义,往往与解析几何、微积分相联系;(2)利用导数求函数的单调区间,判断单调性;已知单调性求参数;(3)利用导数求函数的最值(极值),解决生活中的优化问题;(4)考查数形结合思想的应用.
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