题目内容

【题目】已知函数,

(1)讨论函数的单调性;

(2)当时,证明曲线分别在点和点处的切线为不同的直线;

(3)已知过点能作曲线的三条切线,求,所满足的条件.

【答案】(1)在上单调递增,在上单调递减(2)证明见解析;(3)当时,;当时,

【解析】

(1)对求导,根据的符号判断的单调性;
(2)先分别求出曲线分别在点和点处的切线方程,然后根据条件证明两者为不同的直线的方程;
(3)先设直线过点与曲线在点处相切,再设直线,根据两者联立得到方程,要求此方程有三个不等实根即可.然后构造函数,研究该函数有3个零点的条件即可.

解:(1)因为,

所以

,

所以当时,;当时,.

所以在上单调递增,在上单调递减;

(2)因为,所以,.

又因为,.

所以曲线在点处的切线方程为;

曲线在点处的切线方程为.

因为.所以.所以两条切线不可能相同.

(3)设直线过点与曲线在点处相切,

设直线,

则

消去,得.

因为过点能作曲线的三条切线,

所以关于的方程有三个不等实根.

设,则有三个零点.

又,

①若,则,

所以在上单调递增,至多一个零点,

故不符合题意;

②若,则

当时,,单调递增;

当时,,单调递减;

当时,,单调递增.

所以的极大值为,极小值为.

又有三个零点,所以,即,

所以;

③若,则

当时,,单调递增;

当,,单调递减;

当时,,单调递增,

所以的极大值为,极小值为.

又有三个零点,所以,即,

所以,

综上所述,当时,;当时,.

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