题目内容
【题目】已知函数
有两个零点.
(1)求实数
的取值范围;
(2)设
、
是
的两个零点,证明:
.
【答案】(1)
;(2)证明见解析
【解析】
(1)求导得到
,利用导数得到
的最小值,从而要使
有两个零点,则
最小值小于
,得到
的范围,再利用零点存在定理证明所求的
的范围符合题意;(2)利用分析法,要证
,将问题转化为证明
,设函数
,利用导数研究
的单调性,从而进行证明.
函数
,
所以
,
当
时,
在
上恒成立,所以
在
上单调递增,
至多只有一个零点,不符合题意,
当
时,由
得
,
所以
时,
,
单调递减,
时,
,
单调递增,
所以
时
取得极小值,也是最小值,
要有两个零点,则
,
即
,解得
,
所以
,
当
时,得
,
当
时,
,
设
,则![]()
所以
单调递增,则
,
所以
,
所以
在区间
上有且只有一个零点,在
上有且只有一个零点,
所以满足
有两个零点的
的取值范围为
.
(2)
、
是
的两个零点,则
,
要证
,即证
,
根据
,
可知
,
,
即证
,
即证
,即证
,
即证
,
设
,
,
由(1)知
在
上单调递增,
故只需证明
,
而
,所以只需证![]()
令
,且![]()
所以
,
,
![]()
![]()
所以
在
上单调递减,
所以
,
所以
在
上恒成立,
所以
,
故原命题得证.
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