Question

【題目】已知函數(shù)， .

（1）討論函數(shù)的單調(diào)性；

（2）若函數(shù)在區(qū)間有唯一零點，證明： .

Answer 1

【答案】（Ⅰ）見解析;（Ⅱ）見解析.

【解析】試題分析：（Ⅰ）求導得， 分， ， ，三種情況討論可得單調(diào)區(qū)間.

（Ⅱ）由（1）及可知：僅當極大值等于零，即且

所以，且，消去得，構(gòu)造函數(shù)，證明單調(diào)且零點存在且唯一即可.

試題解析：（Ⅰ） ， ，

令， ，

若，即，則，

當時， ， 單調(diào)遞增，

若，即，則，僅當時，等號成立，

當時， ， 單調(diào)遞增.

若，即，則有兩個零點， ，

由， 得，

當時， ， ， 單調(diào)遞增；

當時， ， ， 單調(diào)遞減；

當時， ， ， 單調(diào)遞增.

綜上所述，

當時， 在上單調(diào)遞增；

當時， 在和上單調(diào)遞增，

在上單調(diào)遞減.

（Ⅱ）由（1）及可知：僅當極大值等于零，即時，符合要求.

此時， 就是函數(shù)在區(qū)間的唯一零點.

所以，從而有，

又因為，所以，

令，則，

設，則，

再由（1）知： ， ， 單調(diào)遞減，

又因為， ，

所以，即

點晴：本題考查函數(shù)導數(shù)與單調(diào)性.確定零點的個數(shù)問題：可利用數(shù)形結(jié)合的辦法判斷交點個數(shù)，如果函數(shù)較為復雜，可結(jié)合導數(shù)知識確定極值點和單調(diào)區(qū)間從而確定其大致圖象.方程的有解問題就是判斷是否存在零點的問題，可參變分離，轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的值域問題處理. 恒成立問題以及可轉(zhuǎn)化為恒成立問題的問題，往往可利用參變分離的方法，轉(zhuǎn)化為求函數(shù)最值處理．也可構(gòu)造新函數(shù)然后利用導數(shù)來求解.注意利用數(shù)形結(jié)合的數(shù)學思想方法.