21. 已知定义在实数集上的函数
,
,其导函数记为
,且满足:
![]()
,
为常数.
(Ⅰ)试求
的值;
(Ⅱ)设函数
与
的乘积为函数
,求
的极大值与极小值;
(Ⅲ)试讨论关于
的方程
在区间
上的实数根的个数.
解:(Ⅰ)
,则
,
,又
,
(Ⅱ)令![]()
,则
,…3分
令
,得
,且
,
当
为正偶数时,随
的变化,
与
的变化如下:
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0 |
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0 |
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极大值 |
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极小值 |
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所以当
时,
极大=
;当
时,
极小=0.
当
为正奇数时,随
的变化,
与
的变化如下:
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0 |
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0 |
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极大值 |
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所以当
时,
极大=
;无极小值.
(Ⅲ)由(Ⅰ)知,
,即
,
所以方程为
,
,又
,而对于
,有
(利用二项式定理可证),
。
综上,对于任意给定的正整数
,方程只有唯一实根,且总在区间
内,所以原方程在区间
上有唯一实根.