题目内容

【题目】已知函数.

(1)若函数在定义域上是单调增函数,求实数a的取值范围;

(2)讨论的极值点的个数;

(3)若有两个极值点,且,求的最小值.

【答案】(1);(2)当时,的极值点的个数为0;当时,的极值点的个数为2;(3)

【解析】

(1)求出导函数,题意说明在上恒成立,可用分离参数法转化为求函数最值(可用基本不等式求最值).

(2)由,对分类讨论,在(1)的基础上,时无极值点,在时,求出的两根,可列表得出的正负,得的单调性,从而得极值点.

(3)由(2)知,,求出,注意代换后可转化为的代数式,令,首先有,变为的函数,由求出的取值范围后可得的取值范围.

解:(1)定义域为,由题意得

因为函数在定义域上是单调增函数,所以在上恒成立

因为,所以,所以在上恒成立

因为,当且仅当时取等号,

所以,即,所以,实数a的取值范围为

(2),

①时,由第(1)问可知,函数在定义域上是单调增函数;

所以无极值点,即的极值点的个数为0

②时,令,得:,

当时,,故

列表:

+

0

-

0

+

极大值

极小值

当时,有极大值,当时,有极小值

所以,的极值点的个数为2

综上所述,当时,的极值点的个数为0;当时,的极值点的个数为2

(3)由题意知,,

因为是函数的两个极值点,所以是方程的两个不等实根

所以,

所以

令,记

由可得:,所以,

又,所以,所以,即,

因为,解得:

又,所以在上单调减

所以

所以的最小值为

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