
(1)若直線與曲線相切,求實數(shù)的值;
(2)用,表示,中的最小值,設(shè)函數(shù),,討論零點的個數(shù).
【解析】(1)依題意,,則曲線在點,處的切線方程為,
又,代入整理得,此直線與重合,得,消去得:
①,令,則,
當時單調(diào)遞增,
當時,單調(diào)遞減,
(1).由①知,,解得;
(2)①當時,,所以,無零點;
②當時,(1)(1),從而(1),故為的一個零點;
③當時,,則的零點即為的零點.
又,
所以①當時,,此時在上單調(diào)遞增,(1),此時無零點;
②當時,令,解得:,易知在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,又(1),
在上無零點,另外,由(1)可知(1)恒成立,
即對恒成立,則,
所以,故存在,
進而存在,使得,即,此時在上存在唯一零點;
綜上可得:當時,有1個零點;當時,有2個零點.
2.已知函數(shù),.
(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;
(2)記,表示,中的最小值,設(shè),,若函數(shù)至少有三個零點,求實數(shù)的取值范圍.
【解析】(1)的定義域為,
,
令,得.
①當,即時,;
②當,即時,;
③當,即時,,
綜上,當時,的單減區(qū)間為和,單增區(qū)間為;
當時,的單減區(qū)間為,無增區(qū)間;
當時,的單減區(qū)間為和,單增區(qū)間為.
(2)的唯一一個零點是,
,,
由(1)可得:
當時,,
此時至多有兩個零點,不符合題意;
(ⅱ)當時,在定義域上單減遞減,
此時至多有兩個零點,不符合題意;
(ⅲ)當時,
若(2),即,此時至多有兩個零點,不符合題意;
若(2),即,此時,
即,
此時恰好有三個零點,符合題意;
若(2),即,此時,,
記,
所以,
所以(a)在上單調(diào)遞增,所以,
此時恰好有四個零點,符合題意,
綜上,.
3.已知函數(shù),.
(1)當時,求的單調(diào)區(qū)間;
(2)當時,記函數(shù),,若函數(shù)至少有三個零點,求實數(shù)的取值范圍.
【解析】(1)令,
當時,.
,令,得.
當,,單調(diào)遞增;
當,,,單調(diào)遞減;
當,,,單調(diào)遞增.
(2)當時,,令,得,.
①當,即時,,此時至多有兩個零點,不合題意;
②當,即時,,此時至多有兩個零點,不合題意;
③當,即時,若(1),至多有兩個零點,不合題意;
若(1),得,,恰好有三個零點;
若(1),得,(2),.
記(a),則(a),(a),
此時有四個零點.
綜上所述,滿足條件的實數(shù)的取值集合為,.
4.已知函數(shù).
(1)求證:;
(2)用,表示,中的最大值,記,,討論函數(shù)零點的個數(shù).
【解析】證明:(1):設(shè),定義域為,
則,
當時,;當時,,
故在內(nèi)是遞減函數(shù),在內(nèi)遞增函數(shù),
所以是的極小值點,也是的最小值點,所以(1),
所以.
(2)函數(shù)的定義域為,,
當時,;當時,,
所以在內(nèi)是遞減函數(shù),在內(nèi)是遞增函數(shù),
所以是的極小值點,也是的最小值點,即(1),
若,則,
當時,;當時,;當時,,
所以,于是只有一個零點.
當時,則,
當時,,此時;
當時,,,此時.
所以沒有零點.
當時,根據(jù)(1)知:,而,所以,
又因為(1),所以在上有一個零點,
從而一定存在,,使得(c)(c),即,即,
當時,,
所以,從而,
于是有兩個零點和1.當時,有兩個零點.
綜上:當時,有一個零點;當時,沒有零點;當時,有兩個零點.
5.已知函數(shù),.
(1)當,且時,證明:;
(2)定義,設(shè)函數(shù),,試討論零點的個數(shù).
【解析】(1)證明:當時,,
要證,需證,即,
即證:當時,;當時,.
令,則,
在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞增,
當時,(1),此時;
當時,(1),此時.
故,且時,.
(2)當時,,,在上無零點;
當時,(1)(1),則(1),是的唯一零點;
當時,,在上無零點,
在上的零點個數(shù)等價于在上的零點個數(shù).
,
①若時,,在上單調(diào)遞增,(1),此時無零點;
②若即時,令,得;令,得,在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
,
令(a),則(a),(a)在上單調(diào)遞增,
(a)(1),即,即,
兩邊取指數(shù),有,即,
,
又,
由零點存在性定理可知,在上存在唯一的零點,且.
綜上所述:
當時,僅有一個零點;
當時,有兩個零點
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