题目内容
已知函数
.
(Ⅰ)求函数
的单调区间;
(Ⅱ)若函数
在区间
上是减函数,求实数
的最小值;
(Ⅲ)若存在
(
是自然对数的底数)使
,求实数
的取值范围.
【答案】
(Ⅰ)函数
的减区间是
,增区间是
;
(Ⅱ)
的最小值为
;(Ⅲ)
.
【解析】
试题分析:(Ⅰ)求出
的导数
,由
的符号确定
的单调区间;
(Ⅱ)求出
的导数
,由
在
上恒成立求得实数
的最小值;(Ⅲ)注意左右两边的自变量
是独立的.若存在
使
成立,则
.故首先求出
然后解不等式求实数
的取值范围.
试题解析:解:(Ⅰ)由
得,
且
,则函数
的定义域为
,
且
,令
,即
,解得![]()
当
且
时,
;当
时
,
函数
的减区间是
,增区间是
4分
(Ⅱ)由题意得:函数
在
上是减函数,
在
上恒成立,即
在
上恒成立
令
,因此
即可
![]()
当且仅当
,即
时取等号
因此
,故
的最小值为
.
8分
(Ⅲ)命题“若存在
,使
,”等价于
“当
时,有
”,
由(Ⅱ)得,当
时,
,则
,
故问题等价于:“当
时,有
”,
![]()
,由(Ⅱ)知
,
(1)当
时,
在
上恒成立,因此
在
上为减函数,则
,故
,
(2)当
时,
在
上恒成立,因此
在
上为增函数,
则
,不合题意
(3)当
时,由于
在
上为增函数,
故
的值域为
,即![]()
由
的单调性和值域知,存在唯一
,使
,且满足:当
时,
为减函数;当
时,
为增函数;
所以,![]()
所以,
与
矛盾,不合题意
综上,得
.
12分
考点:1、导数及其应用;2、不等关系
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