Question

设函数，．

（Ⅰ）若，求的极小值；

（Ⅱ）在（Ⅰ）的结论下，是否存在实常数和，使得和？若存在，求出和的值．若不存在，说明理由．

（Ⅲ）设有两个零点，且成等差数列，试探究值的符号．

 

Answer 1

【答案】

（Ⅰ）;（Ⅱ）存在这样的k和m，且;（Ⅲ）的符号为正.

【解析】

试题分析：（Ⅰ）首先由,得到关于的两个方程,从而求出,这样就可得到 的表达式,根据它的特点可想到用导数的方法求出的极小值; （Ⅱ）由（Ⅰ）中所求的和,易得到它们有一个公共的点,且和在这个点处有相同的切线,这样就可将问题转化为证明和分别在这条切线的上方和下方,两线的上下方可转化为函数与0的大小,即证和成立,从而得到和的值; （Ⅲ）由已知易得,由零点的意义,可得到关于两个方程,根据结构特征将两式相减,得到关于的关系式,又对求导,进而得到,结合上面关系可化简得:,针对特征将当作一个整体,可转化为关于 的函数,对其求导分析得,恒成立.

试题解析：解：（Ⅰ）由，得，解得        2分

则=，

利用导数方法可得的极小值为  5分

（Ⅱ）因与有一个公共点，而函数在点的切线方程为，

下面验证都成立即可               7分

由，得，知恒成立          8分

设，即，易知其在上递增，在上递减，

所以的最大值为，所以恒成立.

故存在这样的k和m，且         10分

（Ⅲ）的符号为正. 理由为：因为有两个零点，则有

，两式相减得 12分

即，于是

 14分

①当时，令，则，且.

设，则，则在上为增函数．而，所以，即. 又因为，所以.

②当时，同理可得：.

综上所述：的符号为正            16分

考点：1.函数的极值;2.曲线的切线;3.函数的零点