题目内容
【题目】已知函数![]()
.
(1)求函数
的单调区间;
(2)求函数
的零点个数;
(3)当
时,求证不等式
解集为空集.
【答案】(1)
的单调增区间为
,单调减区间为
(2)
在
上只有一个零点(3)证明见解析
【解析】
(1)求导得到
,计算得到答案.
(2)求导得到
,分类讨论
,
和
三种情况得到答案.
(3)原题等价于
恒成立,求导得到函数的单调区间,计算最小值
得到证明.
(1)
的定义域为
.![]()
令
,得![]()
当
时,有
,所以
在
上单调递增.
当
时,有
,所以
在
上单调递减.
综上所述:
的单调增区间为
,单调减区间为![]()
(2)函数
,![]()
令
,解得![]()
,
当
时,
在
上递减,有
.所以
.
所以
有一个零点.
当
时,
在
上递增,所以
有一个零点.
当
时,
在
上递增,在
上递减,在
上递增.
此时
,所以
有一个零点.
综上所述:
在
上只有一个零点.
(3)当
时,不等式
解集为空集,等价于
在定义域内恒成立.
即
在定义域内恒成立.
令
.
,令
,得![]()
列表得
|
|
|
|
| — | 0 | + |
| 递减 | 最小值 | 递增 |
因为
,所以
.
又
,所以![]()
所以
恒成立.所以不等式
解集为空集
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