22.已知函数
,且
(1) 试用含
的代数式表示b,并求
的单调区间;
(2)令
,设函数
在
处取得极值,记点M (
,
),N(
,
),P(
),
,请仔细观察曲线
在点P处的切线与线段MP的位置变化趋势,并解答问题:若对任意的m
(
, x![]()
,线段MP与曲线f(x)均有异于M,P的公共点,试确定t的最小值,并证明你的结论;
22 解法一:(Ⅰ)依题意,得![]()
由
.
从而![]()
令
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![]()
①当a>1时, ![]()
当x变化时,
与
的变化情况如下表:
|
x |
|
|
|
|
|
+ |
- |
+ |
|
|
单调递增 |
单调递减 |
单调递增 |
由此得,函数
的单调增区间为
和
,单调减区间为
。
②当
时,
此时有
恒成立,且仅在
处
,故函数
的单调增区间为R
③当
时,
同理可得,函数
的单调增区间为
和
,单调减区间为
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![]()
综上:①当
时,函数
的单调增区间为
和
,单调减区间为
;
②当
时,函数
的单调增区间为R;
③当
时,函数
的单调增区间为
和
,单调减区间为
.
(Ⅱ)由
得
令
得![]()
由(1)得
增区间为
和
,单调减区间为
,所以函数
在处
取得极值,故M(
)N(
)。
观察
的图象,有如下现象:
①当m从-1(不含-1)变化到3时,线段MP的斜率与曲线
在点P处切线的斜率
之差Kmp-
的值由正连续变为负。
②线段MP与曲线是否有异于H,P的公共点与Kmp-
的m正负有着密切的关联;
③Kmp-
=0对应的位置可能是临界点,故推测:满足Kmp-
的m就是所求的t最小值,下面给出证明并确定的t最小值.曲线
在点
处的切线斜率
;
线段MP的斜率Kmp
当Kmp-
=0时,解得![]()
直线MP的方程为
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![]()
令![]()
当
时,
在
上只有一个零点
,可判断
函数在
上单调递增,在
上单调递减,又
,所以
在
上没有零点,即线段MP与曲线
没有异于M,P的公共点。
当
时,
.![]()
所以存在
使得![]()
即当
MP与曲线
有异于M,P的公共点21世纪教育网
综上,t的最小值为2.
解法二:(1)同解法一.
(2)由
得
,令
,得![]()
由(1)得的
单调增区间为
和
,单调减区间为
,所以函数在处取得极值。故M(
).N(
)
(Ⅰ) 直线MP的方程为![]()
由![]()
得![]()
线段MP与曲线
有异于M,P的公共点等价于上述方程在(-1,m)上有根,即函数
上有零点.
因为函数
为三次函数,所以
至多有三个零点,两个极值点.
又
.因此,
在
上有零点等价于
在
内恰有一个极大值点和一个极小值点,即
内有两不相等的实数根.
等价于
即![]()
又因为
,所以m 的取值范围为(2,3)
当
时,
.![]()
所以存在
使得![]()
即当
MP与曲线
有异于M,P的公共点21世纪教育网
![]()
综上,t的最小值为2.
19.解:(1)设“取出的2个球颜色相同”为事件A
P(A)=
4(分)
(2)
|
ξ |
0 |
1 |
2 |
|
P |
|
|
|
7(分)
Eξ=0×
+1×
+2×
=
9分
(3)设“取出的2个球中颜色不相同”为事件B,则
P(B)=
11分
∴x2-6x+2>0
∴x>3+
或x<3-
,x的最小值为6. 14分