题目内容
【题目】已知函数
有两个不同的极值点
.
(1)求实数
的取值范围;
(2)设
,讨论函数
的零点个数.
【答案】(Ⅰ)
(Ⅱ) 当
时,
有2个零点;当
时,
有1个零点;当
时,
没有零点.
【解析】
(Ⅰ)由题意,求得
,令
,得
,设
,转化为直线y=a与函数
的图象有两个不同的交点,利用导数求得函数
的单调性与最值,进而求解
的取值范围;
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知,
,且
,求得函数
的单调性和极值,分类讨论,即可确定函数的极值点的个数.
(Ⅰ)由题意,求得
,因为
有两个不同的极值点,则
有两个不同的零点.
令
,则
,即
.
设
,则直线y=a与函数
的图象有两个不同的交点.
因为
,由
,得ln x<0,即
,所以
在
上单调递增,在
上单调递减,从而
.
因为当
时,
;当
时,
;当
时,
,
所以a的取值范围是
.
(Ⅱ)因为
,
为
的两个极值点,则
,
为直线
与曲线
的两个交点的横坐标.
由(Ⅰ)可知,
,且
,
因为当
或
时,
,即
;当
时,
,即
,
则
在
,
上单调递减,在
上单调递增,
所以
的极小值点为
,极大值点为
.
当
时,因为
,
,
,则
,
所以
在区间
内无零点.
因为
,
,则
①当
,即
时,
.
又
,则
,所以
.
此时
在
和
内各有1个零点,且
.
②当
,即
时,
,此时
在
内有1个零点,且
.
③当
,即
时,
,此时
在
内无零点,且
.
综上分析,当
时,
有2个零点;当
时,
有1个零点;当
时,
没有零点.
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