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【题目】【2018湖南(长郡中学、株洲市第二中学)、江西(九江一中)等十四校高三第一次联考】已知函数(其中且为常数, 为自然对数的底数, ).

(Ⅰ)若函数的极值点只有一个,求实数的取值范围;

(Ⅱ)当时,若(其中)恒成立,求的最小值的最大值.

【答案】(Ⅰ) 或;(Ⅱ) .

【解析】试题分析:

(Ⅰ)由题意可知函数的定义域为,其导数为.由或,设,则,分类讨论可得当或时, 只有一个极值点.很明显当时, 只有一个极值点.当时, 有、、三个极值点.则当或时,函数只有一个极值点.

(Ⅱ)依题意得,令,则,分类讨论:当时, ,与恒成立矛盾;当时,只需成立,则,问题转化为求解的最小值,计算可得,即的最小值的最大值为.

试题解析:

(Ⅰ)函数的定义域为,其导数为

.

由或,

设,∵,∴当时, ;当时, .

即在区间上递增,在区间上递减,∴,

又当时, ,当时, 且恒成立.

所以,当或时,方程无根,函数只有一个极值点.

当时,方程的根也为,此时的因式恒成立,

故函数只有一个极值点.

当时,方程有两个根、且, ,∴函数在区间单调递减; 单调递增; 单调递减; 单调递增,此时函数有、、三个极值点.

综上所述,当或时,函数只有一个极值点.

(Ⅱ)依题意得,令,则对,都有成立.

因为,所以当时,函数在上单调递增,

注意到,∴若,有成立,这与恒成立矛盾;

当时,因为在上为减函数,且,所以函数在区间上单调递增,在上单调递减,∴,

若对,都有成立,则只需成立,

,

当时,则的最小值,∵,∴函数在上递增,在上递减,∴,即的最小值的最大值为;

综上所述, 的最小值的最大值为.

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