题目内容
【题目】已知函数
(常数
).
(1)证明:当
时,函数
有且只有一个极值点;
(2)若函数
存在两个极值点
,证明:
.
【答案】(1)(2)均见解析.
【解析】
试题分析:(1)求导得
,令
,则
,当
时,讨论函数
的符号,可得
在
有且只有一个零点,所以函数
在
有且只有一个极值点;(2)函数
存在两个极值点
,则
,是
的两个零点,且由(1)知,必有
,讨论
的符号可得
在
单调递增,在
单调递减,又因为
,所以有
,由
,得
,此时![]()
,通过导数研究
的单调性得
在
单调递增,
在
单调递减,所以
,
.
试题解析:依题意,
令
,则
.
(1)①当
时,
,所以
无解,则函数
不存在大于零的极值点;
②当
时,由
,故
在![]()
单调递增.又
,![]()
所以
在
有且只有一个零点.
又注意到在
的零点左侧,
,在
的零点右侧,
,
所以函数
在
有且只有一个极值点.
综上所述,当
时,函数
在
内有且只有一个极值点.
(2)因为函数
存在两个极值点
(不妨设
),
所以
,是
的两个零点,且由(1)知,必有
.
令
得
;
令![]()
得
;
令
得
.
所以
在
单调递增,在
单调递减,
又因为
,
所以必有
.
令
,解得
,
此时![]()
.
因为
是
的两个零点,
所以
,
.
将代数式
视为以
为自变量的函数![]()
则![]()
.
当
时,因为
,所以
,
则
在
单调递增.
因为
,所以![]()
,
又因为
,所以
.
当
时,因为
,所以
,
则
在
单调递减,
因为
,所以
.
综上知,
且.
.
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