题目内容

【题目】设函数,其中.

(1)讨论函数极值点的个数,并说明理由;

(2)若,成立,求的取值范围.

【答案】(1)见解析(2)

【解析】分析:(1)求得导函数,根据的取值范围分析讨论导函数的符号,进而判断极值点情况。

(2)根据(1)中极值点的情况,讨论分析函数的最值,由恒成立条件求出的取值范围。

详解:解:(1),定义域为,

,

设,

当时,,,函数在为增函数,无极值点.

当时,,

若时,,,函数在为增函数,无极值点.

若时,设的两个不相等的实数根,,且,

且,而,则,

所以当,,,单调递增;当,,,单调递减;当,,,单调递增.因此此时函数有两个极值点;

当时,但,,所以当,,,单调递增;当,,,单调递减.所以函数只有一个极值点.

综上可知当时的无极值点;当时有一个极值点;当时,有两个极值点.

(2)由(1)可知当时在单调递增,而,则当时,,符合题意;

当时,,,在单调递增,而,则当时,,符合题意;

当时,,,所以函数在单调递减,而,则当时,,不符合题意;

当时,设,当时,在单调递增,因此当时,,,于是,当时,此时,不符合题意.

综上所述,的取值范围是.

另解:(1),定义域为,

,

当时,,函数在为增函数,无极值点.

设,,,

当时,根据二次函数的图象和性质可知的根的个数就是函数极值点的个数.

若,即时,,,函数在为增函数,无极值点.

若,即或,

而当时此时方程在只有一个实数根,此时函数只有一个极值点;

当时方程在都有两个不相等的实数根,此时函数有两个极值点;

综上可知当时的极值点个数为;当时的极值点个数为;当时,的极值点个数为.

(2)设函数,,都有成立.

即,当时,恒成立;

当时,,;

当时,,;由均有成立.

故当时,,则只需;

当时,,则需,即.综上可知对于,都有成立,只需即可,故所求的取值范围是.

另解:设函数,,要使,都有成立,只需函数在上单调递增即可,

于是只需,成立,

当时,令,,

则;当时;当,,

令,关于单调递增,则,则,于是.

又当时,,,所以函数在单调递减,而,

则当时,,不符合题意;

当时,设,当时,在单调递增,因此当时,,于是,当时,此时,不符合题意.

综上所述,

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