Question

【題目】已知函數(shù)，其中a為非零常數(shù)．

討論的極值點個數(shù)，并說明理由；

若，證明：在區(qū)間內(nèi)有且僅有1個零點；設(shè)為的極值點，為的零點且，求證：．

Answer 1

【答案】（1）見解析；（2）（i）證明見解析；（ii）證明見解析.

【解析】

先對函數(shù)求導，然后結(jié)合導數(shù)與單調(diào)性的關(guān)系，對a進行分類討論即可求解函數(shù)的單調(diào)性，進而可確定極值，

轉(zhuǎn)化為證明只有一個零點，結(jié)合函數(shù)與導數(shù)知識可證；

由題意可得，，代入可得，，結(jié)合函數(shù)的性質(zhì)可證．

解：解：由已知，的定義域為，

，

①當時，，從而，

所以在內(nèi)單調(diào)遞減，無極值點；

②當時，令，

則由于在上單調(diào)遞減，，，

所以存在唯一的，使得，

所以當時，，即；當時，，即，

所以當時，在上有且僅有一個極值點.

綜上所述，當時，函數(shù)無極值點；當時，函數(shù)只有一個極值點；

證明：由知．

令，由得，

所以在內(nèi)有唯一解，從而在內(nèi)有唯一解，

不妨設(shè)為，則在上單調(diào)遞增，在上單調(diào)遞減，

所以是的唯一極值點．

令，則當時，，

故在內(nèi)單調(diào)遞減，

從而當時，，所以．

從而當時，，且

又因為，故在內(nèi)有唯一的零點．

由題意，即，

從而，即．

因為當時，，又，

故，即，

兩邊取對數(shù)，得，

于是，整理得．