Question

設(shè)函數(shù)，．

（Ⅰ）若，求的極小值；

（Ⅱ）在（Ⅰ）的結(jié)論下，是否存在實常數(shù)和，使得和？若存在，求出和的值．若不存在，說明理由．

（Ⅲ）設(shè)有兩個零點，且成等差數(shù)列，試探究值的符號．

 

Answer 1

【答案】

（Ⅰ）;（Ⅱ）存在這樣的k和m，且;（Ⅲ）的符號為正.

【解析】

試題分析：（Ⅰ）首先由,得到關(guān)于的兩個方程,從而求出,這樣就可得到 的表達式,根據(jù)它的特點可想到用導(dǎo)數(shù)的方法求出的極小值; （Ⅱ）由（Ⅰ）中所求的和,易得到它們有一個公共的點,且和在這個點處有相同的切線,這樣就可將問題轉(zhuǎn)化為證明和分別在這條切線的上方和下方,兩線的上下方可轉(zhuǎn)化為函數(shù)與0的大小,即證和成立,從而得到和的值; （Ⅲ）由已知易得,由零點的意義,可得到關(guān)于兩個方程,根據(jù)結(jié)構(gòu)特征將兩式相減,得到關(guān)于的關(guān)系式,又對求導(dǎo),進而得到,結(jié)合上面關(guān)系可化簡得:,針對特征將當作一個整體,可轉(zhuǎn)化為關(guān)于 的函數(shù),對其求導(dǎo)分析得,恒成立.

試題解析：解：（Ⅰ）由，得，解得        2分

則=，

利用導(dǎo)數(shù)方法可得的極小值為  5分

（Ⅱ）因與有一個公共點，而函數(shù)在點的切線方程為，

下面驗證都成立即可               7分

由，得，知恒成立          8分

設(shè)，即，易知其在上遞增，在上遞減，

所以的最大值為，所以恒成立.

故存在這樣的k和m，且         10分

（Ⅲ）的符號為正. 理由為：因為有兩個零點，則有

，兩式相減得 12分

即，于是

 14分

①當時，令，則，且.

設(shè)，則，則在上為增函數(shù)．而，所以，即. 又因為，所以.

②當時，同理可得：.

綜上所述：的符號為正            16分

考點：1.函數(shù)的極值;2.曲線的切線;3.函數(shù)的零點