题目内容
(本小题满分15分)
已知函数
.
(Ⅰ)
若曲线
在点
处的切线
与曲线
有且只有一个公共点,求
的值;
(Ⅱ) 求证:函数
存在单调递减区间
,并求出单调递减区间的长度
的取值范围.
【答案】
(Ⅰ)
.(Ⅱ)以函数
的递减区间长度
的取值范围是
.
【解析】本试题主要考查了导数在研究函数中 的运用。
(1)先求解函数
的定义域为
,函数导数![]()
![]()
所以曲线
在点
处的切线方程为:![]()
因为切线与曲线有唯一的公共点,
所以方程
有且只有一个实数解,显然
是方程的一个解.
构造函数令
,则![]()
对参数m讨论得到结论。
(2))因为![]()
.
因为
且对称轴为
,
,
所以方程
在
内有两个不同实根
,
结合韦达定理得到结论。
解:(Ⅰ)函数
的定义域为
,![]()
![]()
所以曲线
在点
处的切线方程为:![]()
因为切线与曲线有唯一的公共点,
所以方程
有且只有一个实数解,显然
是方程的一个解.
令
,则![]()
①当
时,
,
所以
在
上单调递增,即
是方程唯一实数解.
②当
时,由
得
,
,
在区间
上,
;在区间
上,
;
所以函数
在
处有极大值
,且
;
而当
,因此
在
内也有一个解.
即当
时,不合题目的条件.
综上讨论得
.……………………………………………………………………………8分
(Ⅱ)![]()
.
因为
且对称轴为
,
,
所以方程
在
内有两个不同实根
,
即
的解集为
,
所以函数
的单调递减区间为
.
![]()
![]()
![]()
由于
,所以![]()
,
所以函数
的递减区间长度
的取值范围是
.……………………15分
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