题目内容
(本小题满分14分)已知函数
.
(Ⅰ)若曲线
在
和
处的切线互相平行,求
的值;
(Ⅱ)求
的单调区间;
(Ⅲ)设
,若对任意
,均存在
,使得
,求
的取值范围.
(Ⅰ)
,解得
.
(Ⅱ)
的单调递增区间是
和
,单调递减区间是
.
(Ⅲ)综上所述,
.
【解析】本题考查导数在求函数的最大值与最小值问题中的综合运用,考查运算求解能力,推理论证能力;考查化归与转化思想.对数学思维的要求比较高,有一定的探索性.综合性强,难度大,是高考的重点.易错点是分类不清导致致出错,解题时要认真审题,仔细解答,注意分类讨论思想的合理运用。
(1)由函数求解导数,由曲线y=f(x)在x=1和x=3处的切线互相平行,能求出a的值.
(2)根据a的取值范围进行分类讨论能求出f(x)的单调区间.
(3)对任意x1∈(0,2],均存在x2∈(0,2],使得f(x1)<g(x2),等价于在(0,2]上有f(x)max<g(x)max.由此能求出a的取值范围.
解:![]()
. ………………2分
(Ⅰ)
,解得
.
………3分
(Ⅱ)![]()
.
……5分
①当
时,
,
,
在区间
上,
;在区间
上
,
故
的单调递增区间是
,单调递减区间是
. ………6分
②当
时,
,
在区间
和
上,
;在区间
上
,
故
的单调递增区间是
和
,单调递减区间是
. …………7分
③当
时,
,
故
的单调递增区间是
. ………8分
④当
时,
,
在区间
和
上,
;在区间
上
,
故
的单调递增区间是
和
,单调递减区间是
. ………9分
(Ⅲ)由已知,在
上有
.
………………10分
由已知,
,由(Ⅱ)可知,
①当
时,
在
上单调递增,
故
,
所以,
,解得
,故
. ……………11分
②当
时,
在
上单调递增,在
上单调递减,
故
.
由
可知
,
,
,
所以,
,
,
………………13分
综上所述,
.
………………14分