题目内容
(本小题满分14分)已知函数
。
(1)求函数
的单调区间与最值;
(2)若方程
在区间
内有两个不相等的实根,求实数
的取值范围; (其中e为自然对数的底数)
(3)如果函数
的图像与x轴交于两点
,且
,求证:
(其中,
是
的导函数,正常数
满足
)
解:(1)∵
,
,
-----1分
∴当
时,
,
单调递增;当
时,
,
单调递减。
----3分
∴当x=1时,
有极大值,也是最大值,即为-1,但无最小值。 -----4分
故
的单调递增区间为
,单调递减区间为
;最大值为-1,但无最小值。
(2)方程化为
,
-----5分
由(1)知,
在区间
上的最大值为-1,
,
,
。故
在区间
上有两个不等实根需满足
,
-----7分
∴
,∴实数m的取值范围为
。
-----8分
(3)∵
,又
有两个实根
,
∴
两式相减,得![]()
∴
-----10分
于是![]()
=
.
∵
,∴
,∵
,∴
。 -----11分
要证:
,只需证:
.
只需证:
.
(*)
令
,∴(*)化为![]()
只证
即可.
-----12分
![]()
![]()
![]()
,
,0<t<1,
∴t-1<0.
∴u'(t)>0,∴u(t)在(0,1)上单调递增,∴u(t)<u(1)=0
∴u(t)<0,![]()
即:
.
.............14分
【解析】略