题目内容

【题目】已知函数,且曲线在点处的切线与轴垂直.

(I)求函数的单调区间;

(Ⅱ)若对任意(其中为自然对数的底数),都有恒成立,求的取值范围.

【答案】(Ⅰ)单调减区间为,单调增区间为.

(Ⅱ) .

【解析】试题分析:

(Ⅰ)由导数的几何意义及条件可得,解得.然后由导函数大于(小于)零可得函数的单调区间.(Ⅱ)由(Ⅰ)可得,令 ,结合导数可得时,单调递减,故.由,可得.然后再验证当时,成立即可.本题也可分为两种情况分别求出的取值范围,然后取其并集即可.

试题解析

(Ⅰ)的定义域为

,定义域为

由题意知,解得,

,解得;由,解得

的单调减区间为,单调增区间为.

(Ⅱ)由(Ⅰ)知

法一:设,则

,则

时,,故上单调递减,

时,单调递减,

时,

由题意知,又

.

下面证明当时,成立,

即证成立,

,则

,得是增函数,

时,

成立,即成立,

故正数的取值范围是.

法二:①当时,可化为

,则问题转化为证明对任意恒成立.

,得,令,得

∴函数上单调递增,在上单调递减.

时,下面验证.

,则.

所以上单调递减,

所以.即.

故此时不满足对任意恒成立;

时,函数上单调递增.

对任意恒成立,

符合题意.

综合,.

②当时,,则问题转化为证明对任意恒成立.

;令,得

∴函数上单调递增,在上单调递减.

时,上是增函数,所以

时,上单调递增,在上单调递减,

所以只需,即

时,上单调递减,则需.

因为不符合题意.

综合可得.

由①②得正数的取值范围是

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