题目内容
【题目】已知函数
.
(1)试判断函数
的单调性;
(2)若函数
在
上有且仅有一个零点,
①求证:此零点是
的极值点;
②求证:
.
(本题可能会用到的数据:
)
【答案】(1)见解析;(2)①证明见解析;②证明见解析.
【解析】
(1)求出
,由
,得
,对参数
分类讨论,当
时,
恒成立,求出单调区间;当
,令
,求出方程的根,即可求得结论;
(2)①求出
,可判断
在
单调递增,根据零点存在性定理可得,
,使得
,结合
的单调性,可得
,
时,
,
在
单调递减,
单调递增,
在
上有且仅有一个零点,此零点为极小值点
;
②由①得
,
,且
,整理得
,且
,
为函数
![]()
的零点,通过求导判断
的单调性,结合零点存在性定理,可求
,根据
在
单调递增,即可求出结论.
(1)∵
,
∵
,∴
,∴
时,
恒成立,
所以
在
单调递增,没有单调递减区间.
时,设
,则对称轴
,
,
解不等式
可得:
,或
,
所以此时
的单调递增区间为
和
.
单调递减区间是
,
综上:
时,单调递增区间是
,没有单调递减区间:
时,单调递增区间为
和
,
单调递减区间是
;
(2)①∵
,
∴
在
单调递增,又因为
,
![]()
∴
,使得
,且
时,
时,
,
∴
在
单调递减,
单调递增,
∵
在
上有且仅有一个零点,
∴此零点为极小值点
;
②由①得
,即
,
解得:
,且
,
设
,
,
∵
,
则
在
单调递减,
因为
,
,∴
,
又因为
在
单调递增,
,
,
∴
.
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