题目内容
(本小题满分14分)已知函数
,其中
.
(Ⅰ)当
时,求曲线
在点
处的切线方程;
(Ⅱ)当
时,求
的单调区间;
(Ⅲ)证明:对任意的
在区间
内均存在零点.
(Ⅰ)当
(Ⅱ)当
(Ⅲ)证明:对任意的
解:(Ⅰ)当
时,
,……………………2分
,
所以曲线
在点
处的切线方程为
. ……………4分
(Ⅱ)
,令
,解得
……………6分
因为
,以下分两种情况讨论:
(1)若
变化时,
的变化情况如下表:
所以,
的单调递增区间是
的单调递减区间是
.………8分
(2)若
,当
变化时,
的变化情况如下表:
所以,
的单调递增区间是
的单调递减区间是
……………………………………………10分
(Ⅲ)由(Ⅱ)可知,当
时,
在
内的单调递减,在
内单调递增,
以下分两种情况讨论:
(1)当
时,
在(0,1)内单调递减,
.
所以对任意
在区间(0,1)内均存在零点.………………………12分
(2)当
时,
在
内单调递减,在
内单调递增,
若
,
. 所以
内存在零点.
若
.
, 所以
内存在零点. …………………13分
所以,对任意
在区间(0,1)内均存在零点.
综上,对任意
在区间(0,1)内均存在零点. …………………14分
所以曲线
(Ⅱ)
因为
(1)若
| + | + | ||
所以,
(2)若
| + | + | ||
所以,
(Ⅲ)由(Ⅱ)可知,当
以下分两种情况讨论:
(1)当
所以对任意
(2)当
若
若
所以,对任意
综上,对任意
略
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