题目内容
【题目】设函数
.
(1)求函数
的单调区间和极值;
(2)若函数
在区间
上存在唯一零点,求a的取值范围.
【答案】(1)详见解析;(2)
.
【解析】
(1)分别在
和
两种情况下根据导函数的正负得到
单调性,根据极值的定义可求得对应的极值;
(2)当
时,分别在
上存在唯一零点和
为零点两种情况下,结合零点存在定理得到
的范围;当
时,结合函数的单调性,可知
,通过讨论
的位置确定对应端点值的符号,从而得到不等式组,解不等式组求得结果;综合两种情况可得最终结果.
(1)由题意得:
.
①当
时,
恒成立,
在
上单调递增,此时
无极值;
②当
时,令
,解得:
,
当
时,
;当
时,
,
在
上单调递减,在
上单调递增,
在
处取得极小值,极小值为
,无极大值.
综上所述:当
时,
的单调递增区间为
,无单调递减区间,无极值;
当
时,
的单调递减区间为
,单调递增区间为
,极小值为
,无极大值.
(2)①当
时,由(1)知,
在
上单调递增,
若
在
上存在唯一零点,则
,即
,
解得:
.
若
是
在
上的唯一零点,则
,解得:
(舍).
②当
时,由(1)知,
在
上单调递减,在
上单调递增,
.
,
若
在
上存在唯一零点,则
或
或
,
解得:
.
综上所述:
的取值范围为
.
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