Question

（本小題滿分12分）

已知函數(shù)為自然對數(shù)的底數(shù)）.

當(dāng)時(shí),求的單調(diào)區(qū)間;若函數(shù)在上無零點(diǎn),求最小值;

若對任意給定的,在上總存在兩個(gè)不同的),使成立,求的取值范圍.

 

Answer 1

【答案】

(1) 的單調(diào)遞減區(qū)間為(0,2),單調(diào)遞增區(qū)間為(2,).

(2) 的最小值為.

(3) 時(shí)，對任意給定的，在上總存在兩個(gè)不同的），使得成立。

【解析】

試題分析：解：（I）當(dāng)時(shí),,則.由得;由得.故的單調(diào)遞減區(qū)間為(0,2),單調(diào)遞增區(qū)間為(2,).

(II)因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2013042122231590667209/SYS201304212224307972209637_DA.files/image017.png">在區(qū)間上恒成立是不可能的,故要使函數(shù)在上無零點(diǎn),只要對任意,恒成立.即對,恒成立.令，，則，再令，，則。故在為減函數(shù)，于是，從而，于是在上為增函數(shù)，所以，故要使恒成立，只要.綜上可知，若函數(shù)在上無零點(diǎn)，則的最小值為

.

（III），所以在上遞增，在上遞減.又

，，所以函數(shù)在上的值域?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2013042122231590667209/SYS201304212224307972209637_DA.files/image040.png">.當(dāng)時(shí)，不合題意；當(dāng)時(shí)，， 。

當(dāng)時(shí)，，由題意知，在上不單調(diào)，故，即。此時(shí)，當(dāng)變化時(shí)，，的變化情況如下：

	—	0	+
	↘	最小值	↗

又因?yàn)楫?dāng)時(shí)，，，，所以，對任意給定的，在上總存在兩個(gè)不同的），使得成立，當(dāng)且僅當(dāng)滿足下列條件：

，令，，則，故當(dāng)時(shí)，函數(shù)單調(diào)遞增，當(dāng)時(shí)，函數(shù)單調(diào)遞減，所以，對任意的，有，即(2)對任意恒成立，則(3)式解得(4)。綜合(1)、(4)可知，當(dāng)時(shí)，對任意給定的，在上總存在兩個(gè)不同的），使得成立。

考點(diǎn)：導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)中的運(yùn)用

點(diǎn)評：解決該試題的關(guān)鍵是能利用函數(shù)的導(dǎo)數(shù)符號判定其單調(diào)性，以及根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性得到最值，同時(shí)能結(jié)合函數(shù)與方程的知識求解根的問題，屬于中檔題。