Question

已知， ，，其中e是無(wú)理數(shù)且e="2.71828" ，.
（1）若，求的單調(diào)區(qū)間與極值；
（2）求證：在（1）的條件下，；
（3）是否存在實(shí)數(shù)a，使的最小值是？若存在，求出a的值；若不存在，說(shuō)明理由.

Answer 1

（1）的單調(diào)遞減區(qū)間為（0，1），單調(diào)遞增區(qū)間為（1，e），的極小值為;（2）證明見(jiàn)解析；（3）存在實(shí)數(shù)，使得在上的最小值為-1．理由見(jiàn)解析.

試題分析：（1）將代入后對(duì)函數(shù)求導(dǎo)，可得，令，可解得函數(shù)的單調(diào)區(qū)間，從而判斷出極值; (2) 構(gòu)造函數(shù)，由知，故不等式成立；（3）假設(shè)存在實(shí)數(shù)a，使（）有最小值-1,,對(duì)進(jìn)行討論，注意，當(dāng)時(shí)，，無(wú)最小值；當(dāng)時(shí)，，得；當(dāng)時(shí)，，，得（舍去）,存在實(shí)數(shù)，使得在上的最小值為-1．
解：（1）當(dāng)a=1時(shí)，，，         （1分）
令，得x=1.
當(dāng)時(shí)，，此時(shí)單調(diào)遞減；                       （2分）
當(dāng)時(shí)，，此時(shí)單調(diào)遞增．          （3分）
所以的單調(diào)遞減區(qū)間為（0，1），單調(diào)遞增區(qū)間為（1，e），的極小值為        （4分）
（2）由（1）知在上的最小值為1．（5分）
令，，所以．（6分）
當(dāng)時(shí)，，在上單調(diào)遞增，                   （7分）
所以.
故在（1）的條件下，．（8分）
（3）假設(shè)存在實(shí)數(shù)a，使（）有最小值-1．
因?yàn)?img src="http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824054516207887.png" style="vertical-align:middle;" />，                                      （9分）
①當(dāng)時(shí)，，在上單調(diào)遞增，此時(shí)無(wú)最小值； （10分）
②當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，，故在（0，a）單調(diào)遞減；當(dāng)時(shí)，，故在（a，e）單調(diào)遞增；                           （11分）
所以，得，滿足條件；          （12分）
③當(dāng)時(shí)，因?yàn)?img src="http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824054516535455.png" style="vertical-align:middle;" />，所以，故在上單調(diào)遞減.
，得（舍去）；                （13分）
綜上，存在實(shí)數(shù)，使得在上的最小值為-1．（14分）