题目内容
【题目】已知函数
在其定义域内有两个不同的极值点.
(1)求
的取值范围;
(2)试比较
与
的大小,并说明理由;
(3)设
的两个极值点为
,证明
.
【答案】(1)
;(2)
;理由见解析;(3)证明见解析
【解析】
(1)根据函数在定义域内有两个不同极值点可知方程
有两个不等正根,将问题转化为
与
在
上有两个不同交点;利用过一点曲线的切线的求解方法可求出过原点与
相切的直线的斜率,从而可得
,解不等式求得结果;(2)令
,求导后可知
在
上单调递减,从而可得
,化简可得
;(3)易知
是方程
的两根,令
,可整理得到
,从而将所证不等式化为
,采用换元的方式可知只需证
,
恒成立;构造函数
,
,利用导数可知
在
上单调递增,可得
,进而证得结论.
(1)由题意得:
定义域为
;![]()
在
上有两个不同极值点等价于方程
有两个不等正根
即:
与
在
有两个不同的交点
设过
的
的切线与
相切于点![]()
则切线斜率
,解得:![]()
过
的
的切线的斜率为:![]()
,解得:![]()
即
的取值范围为:![]()
(2)令
,则![]()
时,
;
时,![]()
在
上单调递增;在
上单调递减
,即:
![]()
即:
![]()
(3)由(1)知,
是方程
的两根
即:
,![]()
设
,则
![]()
原不等式
等价于:![]()
即:![]()
设
,则
,只需证:
,![]()
设
,
![]()
在上单调递增
![]()
即
在
上恒成立
所证不等式
成立
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