题目内容

【题目】已知函数,其中为自然对数的底数,常数.

(1)求函数在区间上的零点个数;

(2)函数的导数,是否存在无数个,使得为函数的极大值点?说明理由.

【答案】(1)1(2)存在

【解析】【试题分析】(1)对函数求导后得到函数的单调区间,利用二分法判断函数在给定区间上只有一个零点.(2)原命题等价于,存在无数个,使得成立,求得的表达式,构造为函数,利用导数证得存在负值即可.

【试题解析】

(1),当时, 单调递减;当时, 单调递增;

因为,所以存在,使,

且当时, ,当时, .

故函数在区间上有1个零点,即.

(2)(法一)当时, .

因为当时, ;当, .

由(1)知,当时, ;当时, .

下证:当时, ,即证.

,

记…

,所以在单调递增,

由,

所以存在唯一零点,使得,且时, 单调递减,

时, 单调递增.

所以当时, .……

由,得当时, .

故.

当时, 单调递增;

当时, 单调递减.

所以存在,使得为的极大值点.

(2)(法二)因为当时, ;当, .

由(1)知,当时, ;当时, .

所以存在无数个,使得为函数的极大值点,即存在无数个,使得成立, ①…由(1),问题①等价于,存在无数个,使得成立,

因为,

记…

因为,当时, ,所以在单调递增,因为,

所以存在唯一零点,使得,且当时, 单调递减;当时, 单调递增;

所以,当时, , ②…

由,可得,代入②式可得,

当时, ,

所以,必存在,使得,即对任意有解,

所以对任意,函数存在极大值点为.…

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