Question

【題目】已知函數(shù)，，.

（1）若函數(shù)在上是單調(diào)函數(shù)，求實(shí)數(shù)m的取值范圍；

（2）當(dāng)時(shí)，

（i）求函數(shù)在點(diǎn)處的切線方程；

（ii）若對任意，不等式恒成立，求實(shí)數(shù)a的取值范圍.

Answer 1

【答案】（1）

（2）（i），（ii）

【解析】

（Ⅰ）求出原函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)，利用導(dǎo)函數(shù)恒大于等于0或恒小于等于0求解的取值范圍；

（Ⅱ）當(dāng)時(shí)，，，

求得與，再由直線方程的點(diǎn)斜式求解；

證明當(dāng)，時(shí)，，，可得時(shí)不等式恒成立，然后利用導(dǎo)數(shù)證明時(shí)不等式不成立，則答案可求．

解：（1），

因?yàn)楹瘮?shù)在上是單調(diào)函數(shù)，

所以函數(shù)在上是單調(diào)遞增函數(shù)或是單調(diào)遞減函數(shù)，

即或恒成立，也即或在上恒成立.

當(dāng)時(shí)，，

所以.

（2）當(dāng)時(shí)，，.

（i）因?yàn)?/span>，所以.

又，所以函數(shù)在點(diǎn)處的切線方程為.

（ii）由（i）知函數(shù)在點(diǎn)處的切線方程為，

下面先證明，.

證明：設(shè)函數(shù)，，

.

因?yàn)?/span>，所以，

所以函數(shù)在上單調(diào)遞增，又，所以.

所以，.①

接下來證明：當(dāng)時(shí)，.

設(shè)函數(shù)，則，

所以當(dāng)時(shí)，，所以函數(shù)在上單調(diào)遞減.

又，所以，故，.②

依據(jù)①②式可知，當(dāng)時(shí)，顯然成立.

當(dāng)時(shí)，設(shè)，

則，

取，，

則.

又因?yàn)?/span>，由零點(diǎn)存在性判定方法可知：必存在，使得.

當(dāng)時(shí)，，此時(shí)單調(diào)遞減，又，所以，矛盾.

綜上可知：.