题目内容
【题目】已知函数
,其中
.
(1)求函数
的单调区间;
(2)讨论函数
零点的个数;
(3)若
存在两个不同的零点
,求证:
.
【答案】(1)增区间为
,
,减区间为
(2)见解析 (3)证明见解析
【解析】
(1)先求出
的定义域,求得导函数
,令
可解得
或
,分类讨论判断
或
,进而解得单调区间;
(2)整理函数为
,则令
,当
时,
,则分别讨论
和
两种情况,利用零点存在性定理判断零点个数;
(3)由(2)可知
,构造函数
,利用导数可得
在
单调递增,则
,整理即可得证
解:(1)函数
的定义域为
,
![]()
![]()
令
,得
或
,
因为
,当
或
时,
,
单调递增;
当
时,
,
单调递减,
所以
的增区间为
,
;减区间为![]()
(2)取
,则当
时,
,
,![]()
所以
;
又因为
,由(1)可知
在
上单调递增,因此,当
,
恒成立,即
在
上无零点.;
下面讨论
的情况:
①当
时,因为
在
单调递减,
单调递增,且
,
,
,
根据零点存在定理,
有两个不同的零点;
②当
时,由
在
单调递减,
单调递增,且
,
此时
有唯一零点
;
③若
,由
在
单调递减,
单调递增,
,
此时
无零点;
综上,若
,
有两个不同的零点;若
,
有唯一零点
;若
,
无零点
(3)证明:由(2)知,
,且
,
构造函数
,
,
则![]()
,
令
,
,
因为当
时,
,
,
所以![]()
又
,所以
恒成立,即
在
单调递增,
于是当
时,
,即
,
因为
,所
,
又
,所以
,
因为
,
,且
在
单调递增,
所以由
,可得
,即![]()
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文学类专栏 | 科普类专栏 | 其他类专栏 | |
文学类图书 | 100 | 40 | 10 |
科普类图书 | 30 | 200 | 30 |
其他图书 | 20 | 10 | 60 |
(1)根据统计数据估计文学类图书分类正确的概率;
(2)根据统计数据估计图书分类错误的概率.