题目内容

【题目】已知函数.

(Ⅰ)若过点恰有两条直线与曲线相切,求的值;

(Ⅱ)用表示中的最小值,设函数,若恰有三个零点,求实数的取值范围.

【答案】(Ⅰ);(Ⅱ).

【解析】试题分析:(Ⅰ)求导,利用导数求得 的过点的切线方程,构造辅助函数,利用导数与函数单调性的关系,分类讨论即可得a的值;

(Ⅱ)根据函数的定义求,根据函数的单调性及零点的判断,采用分类讨论法,求得函数零点的个数,即可求得恰有三个零点,求实数的取值范围.

试题解析:(Ⅰ)∵,∴,

设切点为,则该点处的切线方程为,

又∵切线过点,∴,

整理得, ,(*)

依题设,方程(*)恰有两个不同的解,

令,则,

解得,

①当时, 恒成立, 单调递增,至多只有一个零点,不合题设;

②当时,则为的极值点,若恰有两个不同的解,

则或,又∵,

,∴或.

令,则,

解得,∴在上单调递增,在上单调递减,

又∵, ∴当且时, 无解. ∴.

(Ⅱ)∵,

∴当时,解得.

由(Ⅰ)知, ,

当时, ;当或时, ,

∴在上单调递增,在上单调递减.

∴当时, ,当时, .

∵, ∴,

∴当时, , 在上单调递减,

∵,∴.

∴当时, ,当时, ,

此时恰有三个零点.

当时, ,解得,

∴在上单调递减,在上单调递增,

∴,当时, ,此时不合题意;

当时, 恰有一个零点,此时符合题意;

当时, , ,

又∵,当时, .

∴在上有两个零点,此时在上有4个零点,不合题设.

综上, 的取值范围是.

点晴:本题考查函数导数与单调性.确定零点的个数问题:可利用数形结合的办法判断交点个数,如果函数较为复杂,可结合导数知识确定极值点和单调区间从而确定其大致图象.方程的有解问题就是判断是否存在零点的问题,可参变分离,转化为求函数的值域问题处理. 恒成立问题以及可转化为恒成立问题的问题,往往可利用参变分离的方法,转化为求函数最值处理.也可构造新函数然后利用导数来求解.注意利用数形结合的数学思想方法.

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