题目内容
【题目】已知
,
,
.
(1)讨论函数
的单调性;
(2)记
,设
,
为函数
图象上的两点,且
.
(i)当
时,若
在
,
处的切线相互垂直,求证:
;
(ii)若在点
,
处的切线重合,求
的取值范围.
【答案】(1)见解析(2)![]()
【解析】试题分析:(1)先求函数导数,转化为研究导函数零点,即方程
=0的根的情况,当
,导函数不变号,在
上单调递减,当
时,有两个不等根,列表分析导函数符号变化规律,确定对应单调区间,(2)(i)利用导数几何意义化简条件:
在
,
处的切线相互垂直,得
,利用基本不等式证明不等式,(ii)先分别求出切线方程,再根据切线重合得
,消元
得
,利用导数研究函数
,
单调性,确定函数
值域,进而确定
的取值范围.
试题解析:解:(1)
,则
,
当
即
时,
,
在
上单调递减,
当
时即
时,
,
此时
在
和
上都是单调递减的,在
上是单调递增的;
(2)(i)
,据题意有
,又
,
则
且
,
,
法1:
,
当且仅当
即
,
时取等号.
法2:
,
,
当且仅当
时取等号.
(ii)要在点
处的切线重合,首先需要在点
处的切线的斜率相等,
而
时,
,则必有
,即
,
,
处的切线方程是: ![]()
处的切线方程是:
,
即
,
据题意则
,
,
设
,
,
,
设
,
在
上恒成立,
则
在
上单调递增
,
则
,
在
上单调递增,
则
,再设
,
,
,
在
上单调递增,
,
则
在
恒成立,
即当
时,
的值域是
,
故
,即为所求.
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