题目内容
【题目】已知函数
,
,其中
为自然对数的底数,
.
(1)求证:
;
(2)若对于任意
,
恒成立,求
的取值范围;
(3)若存在
,使
,求
的取值范围.
【答案】(1)证明见解析;
(2)
;
(3)
或
.
【解析】
(1)对利用导数研究函数的单调性及最小值,进而证明不等式;
(2)由题意得
,对
分成
三种情况讨论,进而利用参变分离,构造新函数,利用导数研究新函数的最值,从而得到
的取值范围;
(3)设
,题设等价于函数
有零点时的
的取值范围,先对函数进行求导得
,再对
分成
三种情况进行研究函数的零点.
解:(1)令
,得
,
当
时,
;当
时,
,
所以函数
在
上单调递减,在
上单调递增,
所以函数
在
处取得最小值,因为
,
所以
.
(2)由题意,得
,
当
,不等式显然成立,此时
;
当
时,
,所以
,
当
时,
,所以
,
记
,
,
∴
在区间
和
上为增函数,
和
上为减函数.
∴当
时,
,
当
时,
,
综上所述
的取值范围为
.
(3)设
,题设等价于函数
有零点时的
的取值范围.
![]()
当
,
,
恒成立,
所以
在
单调递增,
,
若
,则
,
只需
,则
,则
,
所以
有零点.
当
时,
,对
恒成立,
所以
无零点,不成立.
当
时,
,得
,
则
时
,所以
在
单调递减;
时
,所以
在在
单调递增,
所以
,
①
时,
,
,
又
,
所以
有零点;
②
时,
,![]()
所以
有零点;
③
时,
,
,
所以
无零点,不成立.
综上,
的取值范围是
或
.
【题目】某工厂生产一批零件,为了解这批零件的质量状况,检验员从这批产品中随机抽取了100件作为样本进行检测,将它们的重量(单位:g)作为质量指标值,由检测结果得到如下频率分布表和频率分布直方图.
分组 | 频数 | 频率 |
| 8 | |
| ||
| ||
| 16 | 0.16 |
| 4 | 0.04 |
合计 | 100 | 1 |
![]()
(1)求图中
,
的值;
(2)根据质量标准规定:零件重量小于47或大于53为不合格品,重量在区间
和
内为合格品,重量在区间
内为优质品.已知每件产品的检测费用为5元,每件不合格品的回收处理费用为20元.以抽检样本重量的频率分布作为该批零件重量的概率分布.若这批零件共400件,现有两种销售方案:
方案一:对剩余零件不再进行检测,回收处理这100件样本中的不合格品,余下所有零件均按150元/件售出;
方案二:继续对剩余零件的重量进行逐一检测,回收处理所有不合格品,合格品按150元/件售出,优质品按200元/件售出.
仅从获得利润大的角度考虑,该生产商应选择哪种方案?请说明理由.