题目内容
【题目】已知
为常数,
,函数
,
(其中
是自然对数的底数).
(1)过坐标原点
作曲线
的切线,设切点为
,求证:
;
(2)令
,若函数
在区间
上是单调函数,求
的取值范围.
【答案】(1)
;(2)
.
【解析】试题分析:(1)先对函数求导,
,可得切线的斜率
,即
,由
是方程的解,且
在
上是增函数,可证;(2)由
,
,先研究函数
,则
,由
在
上是减函数,可得
,通过研究
的正负可判断
的单调性,进而可得函数
的单调性,可求出参数范围.
试题解析:(1)
(
),
所以切线的斜率
,
整理得
,显然,
是这个方程的解,
又因为
在
上是增函数,
所以方程
有唯一实数解,
故
.
(2)
,
,
设
,则
,
易知
在
上是减函数,从而
.
①当
,即
时,
,
在区间
上是增函数,
∵
,∴
在
上恒成立,即
在
上恒成立.
∴
在区间
上是减函数,所以
满足题意.
②当
,即
时,设函数
的唯一零点为
,
则
在
上递增,在
上递减,
又∵
,∴
,
又∵
,
∴
在
内有唯一一个零点
,
当
时,
,当
时,
.
从而
在
递减,在
递增,与在区间
上是单调函数矛盾.
∴
不合题意.综上①②得,
.
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