Question

【題目】已知函數(shù)，其中為自然對數(shù)的底數(shù).

（1）若函數(shù)在區(qū)間上是單調函數(shù)，試求的取值范圍；

（2）若函數(shù)在區(qū)間上恰有3個零點，且，求的取值范圍.

Answer 1

【答案】（1）；（2）.

【解析】

（1）求出，再求恒成立，以及恒成立時，的取值范圍；

（2）由已知，在區(qū)間內恰有一個零點，轉化為在區(qū)間內恰有兩個零點，由（1）的結論對分類討論，根據(jù)單調性，結合零點存在性定理，即可求出結論.

（1）由題意得，則，

當函數(shù)在區(qū)間上單調遞增時，

在區(qū)間上恒成立.

∴（其中），解得.

當函數(shù)在區(qū)間上單調遞減時，

在區(qū)間上恒成立，

∴（其中），解得.

綜上所述，實數(shù)的取值范圍是.

（2）.

由，知在區(qū)間內恰有一個零點，

設該零點為，則在區(qū)間內不單調.

∴在區(qū)間內存在零點，

同理在區(qū)間內存在零點.

∴在區(qū)間內恰有兩個零點.

由（1）易知，當時，在區(qū)間上單調遞增，

故在區(qū)間內至多有一個零點，不合題意.

當時，在區(qū)間上單調遞減，

故在區(qū)間內至多有一個零點，不合題意，

∴.令，得，

∴函數(shù)在區(qū)間上單凋遞減，

在區(qū)間上單調遞增.

記的兩個零點為，

∴，必有.

由，得.

∴

又∵，

∴.

綜上所述，實數(shù)的取值范圍為.