题目内容

【题目】设函数, .

(Ⅰ)若,求的极小值;

(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,是否存在实常数和,使得和?若存在,求出和的值.若不存在,说明理由;

(Ⅲ)设有两个零点,且成等差数列,试探究值的符号.

【答案】(1)极小值为0(2)k=2,m= -1(3)

【解析】试题分析:(Ⅰ)首先由,得到关于的两个方程,从而求出,这样就可得到的表达式,根据它的特点可想到用导数的方法求出的极小值; (Ⅱ)由(Ⅰ)中所求的和,易得到它们有一个公共的点,且和在这个点处有相同的切线,这样就可将问题转化为证明和分别在这条切线的上方和下方,两线的上下方可转化为函数与0的大小,即证和成立,从而得到和的值; (Ⅲ)由已知易得,由零点的意义,可得到关于两个方程,根据结构特征将两式相减,得到关于的关系式,又对求导,进而得到,结合上面关系可化简得: ,针对特征将当作一个整体,可转化为关于的函数,对其求导分析得, 恒成立.

试题解析:解:(Ⅰ)由,得,解得2分

则= ,

利用导数方法可得的极小值为5分

(Ⅱ)因与有一个公共点,而函数在点的切线方程为,

下面验证都成立即可 7分

由,得,知恒成立 8分

设,即,易知其在上递增,在上递减,

所以的最大值为,所以恒成立.

故存在这样的k和m,且10分

(Ⅲ)的符号为正. 理由为:因为有两个零点,则有

,两式相减得12分

即,于是

14分

①当时,令,则,且.

设,则,则在上为增函数.而,所以,即. 又因为,所以.

②当时,同理可得: .

综上所述: 的符号为正 16分

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