【題目】已知,函數(shù).

(1)當(dāng)時,畫出函數(shù)的大致圖像;

(2)當(dāng)時,根據(jù)圖像寫出函數(shù)的單調(diào)減區(qū)間,并用定義證明你的結(jié)論;

(3)試討論關(guān)于x的方程解的個數(shù).

【答案】詳見解析

【解析】

(1)當(dāng)時,將函數(shù)化為,由此畫出函數(shù)的圖像.(2)根據(jù)(1)的圖像寫出函數(shù)的單調(diào)減區(qū)間,利用單調(diào)性的定義,通過計算,證得函數(shù)單調(diào)性.(3),由于,故函數(shù)圖像與(1)中的圖像類似.將方程解的個數(shù)問題轉(zhuǎn)化為圖像的交點個數(shù)來解.將分成五種情況,討論兩個函數(shù)交點的個數(shù).

(1)如圖所示

(2)單調(diào)遞減區(qū)間:

證明:設(shè)任意的

因為,所以

于是,即

所以函數(shù)上是單調(diào)遞減函數(shù)

(3) 由題意知方程的解得個數(shù)等價于函數(shù)的圖像與直線的交點個數(shù).即函數(shù)的圖象與直線的交點個數(shù)

,注意到,

當(dāng)且僅當(dāng)時,上式等號成立,借助圖像知

所以,當(dāng)時,函數(shù)的圖像與直線有1個交點;

當(dāng),時,函數(shù)的圖像與直線有2個交點;

當(dāng),時,函數(shù)的圖像與直線有3個交點;

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