Question

【題目】已知，函數(shù)（是自然對數(shù)的底數(shù)）．

（Ⅰ）若，證明：曲線沒有經(jīng)過點的切線；

（Ⅱ）若函數(shù)在其定義域上不單調(diào)，求的取值范圍；

（Ⅲ）是否存在正整數(shù)，當(dāng)時，函數(shù)的圖象在軸的上方，若存在，求的值；若不存在，說明理由．

Answer 1

【答案】(Ⅰ)證明見解析；(Ⅱ) ；(Ⅲ)答案見解析.

【解析】試題分析：（Ⅰ）求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù)，求出切線方程，化簡得： ，令，根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性判斷方程無解，從而證明結(jié)論即可；（Ⅱ）分離參數(shù)，得，令（），根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性求出參數(shù)的范圍即可；（Ⅲ）問題等價于，令，根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性求出的最小值，從而證明結(jié)論即可；

試題解析：（Ⅰ）因為，所以，此時，

設(shè)曲線在點處的切線經(jīng)過點

則曲線在點處的切線

所以

化簡得：

令，則，

所以當(dāng)時， ， 為減函數(shù)，

當(dāng)時， ， 為增函數(shù)，

所以，

所以無解

所以曲線的切線都不經(jīng)過點

（Ⅱ）函數(shù)的定義域為，因為，

所以在定義域上不單調(diào)，等價于有變號零點，

令，得，令（）．

因為，令， ，

所以是上的減函數(shù)，又，故是的唯一零點，

當(dāng)， ， ， 遞增；

當(dāng)， ， ， 遞減；

故當(dāng)時， 取得極大值且為最大值，

所以，即的取值范圍是

（Ⅲ）函數(shù)的圖象在軸的上方，即對任意， 恒成立．

．令（），

所以

（1）當(dāng)時， ，即

①當(dāng)時， ， 是減函數(shù)，所以；

②當(dāng)時， ，

令，則，所以是增函數(shù)，

所以當(dāng)時， ，即

所以在上是增函數(shù)，所以，

當(dāng)時，取，且使，即，

則，

因為，故存在唯一零點，

即有唯一的極值點且為最小值點

所以，又，即，

故，設(shè)，

因為，所以是上的減函數(shù)，

所以，即

所以當(dāng)時，對任意， 恒成立

（2）當(dāng)時， ，因為，取，

則， ，

所以不恒成立，

綜上所述，存在正整數(shù)滿足要求，即當(dāng)時，函數(shù)的圖象在軸的上方