题目内容
【题目】已知函数
.
(1)若函数
在其定义域内单调递增,求实数
的最大值;
(2)当
,确定函数
零点的个数;
(3)若存在正实数对
,使得当
时,
能成立,求实数
的取值范围.
【答案】(1)
;(2)
个;(3)
.
【解析】
(1)由题意可知,
对任意的
恒成立,利用参变量分离法和基本不等式可求得实数
的最大值;
(2)当
时,
,利用导数分析函数
的单调性,并求出该函数的极大值和极小值,进而可得出函数
的零点个数;
(3)当
时,由
可得
,令
,构造函数
,利用导数求出函数
在区间
上的值域,即可得出实数
的取值范围.
(1)函数
的定义域为
,
,
由题意可知
对任意的
恒成立,
,
当
时,由基本不等式可得
,当且仅当
时,等号成立,
所以,
,因此,实数
的最大值为
;
(2)当
时,
,定义域为
,
.
令
,得
或
,列表如下:
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 极大值 |
| 极小值 |
|
所以,函数
的单调递增区间为
和
,单调递减区间为
.
所以,函数
的极大值为
,极小值为
,
且
,
所以,函数
只有一个零点;
(3)
,![]()
,
,
令
,得
,构造函数
,
,
令
,得
,
,解得
,
当
时,
;当
时,
.
所以,函数
的单调递减区间为
,单调递增区间为
.
所以,函数
的最小值为
,
当
时,
;当
时,
.
因此,实数
的取值范围是
.
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