Question

【題目】已知函數(shù)， ，

（1）若，且在其定義域上存在單調(diào)遞減區(qū)間，求實數(shù)的取值范圍；

（2）設(shè)函數(shù)， ，若恒成立，求實數(shù)的取值范圍；

（3）設(shè)函數(shù)的圖象與函數(shù)的圖象交于點、，過線段的中點作軸的垂線分別交， 于點、，證明： 在點處的切線與在點處的切線不平行.

Answer 1

【答案】（1）；（2）；（3）見解析

【解析】分析：第一問將代入，求得的解析式，函數(shù)在定義域上存在單調(diào)遞減區(qū)間，等價于導(dǎo)數(shù)有正解，結(jié)合二次函數(shù)圖像求得結(jié)果，第二問恒成立轉(zhuǎn)化為求函數(shù)最值來處理，第三問假設(shè)存在，最后推出矛盾，從而得結(jié)果.

詳解：（1），

則

因為函數(shù)存在單調(diào)遞減區(qū)間，所以有正解.

法1：因為開口向上的拋物線且過點

∴，∴，∴

法2： 有正解，∴，∴

（2）

∴ .

令， ，于是

當(dāng)時， ， 在區(qū)間是減函數(shù)，

當(dāng)時， ， 在區(qū)間是增函數(shù).

所以在時取得最小值， ，

因為恒成立，所以，

因，∴，∴，

令，易知關(guān)于在上單調(diào)遞增，又 ，∴.

（3）證法一.設(shè)點、的坐標(biāo)分別是， ，不妨設(shè).

則點、的橫坐標(biāo)為，

在點處的切線斜率為

在點處的切線斜率為.

假設(shè)在點處的切線與在點處的切線平行，則.

即，則

所以.設(shè)，則， .①

令， .則.

因為時， ，所以在上單調(diào)遞增，故.

則.這與①矛盾，假設(shè)不成立.

故在點處的切線與在點處的切線不平行.

證法二：同證法一得.

因為，所以.

令，得， .②

令， ，則.

因為，所以時， .

故在上單調(diào)遞增，從而，即.

于是在上單調(diào)遞增.

故，即.這與②矛盾，假設(shè)不成立.

故點在點處的切線與在點處的切線不平行.