(1)求的極值;
(2)設(shè),,若對任意的,,,恒成立,求的最小值;
(3)設(shè),若對任意給定的,,在區(qū)間,上總存在、,使得成立,求的取值范圍.
【解析】(1),令,解得,
,時(shí),;時(shí),,根據(jù)極大值的定義知:極大值是(1),無極小值.
(2)當(dāng),時(shí),,所以在,上,所以在,上是增函數(shù).
設(shè),所以在,上,所以在,上為增函數(shù).
設(shè),則恒成立,變成恒成立,即:恒成立,即:.設(shè),則在,上為減函數(shù).
在,上恒成立.
恒成立.設(shè),所以,因?yàn)?,,所以,所以,所以為減函數(shù).
在,上的最大值為(3).
,的最小值為:.
(3)由(1)知在,上單調(diào)遞增,在,單調(diào)單調(diào)遞減,又,(e),所以的值域是,.
;
當(dāng)時(shí),,在,為減函數(shù),由題意知,在,不是單調(diào)函數(shù);故不合題意;
當(dāng)時(shí),,由于在,上不單調(diào),所以,即;①
此時(shí)在遞減,在,遞增;
(e),即,解得;②
所以由①②,得;
,,(1)滿足條件.
下證存在,使得;
取,先證,即證;③
設(shè),則在,時(shí)恒成立;
在,上遞增,,所以③成立;
再證;
,時(shí),命題成立.
所以的取值范圍是:,.
2.已知.
(1)當(dāng)時(shí),
①求的圖象在點(diǎn)處的切線方程;
②當(dāng)時(shí),求證:.
(2)若存在,,使得成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【解析】(1)時(shí),,,
①可得,,
所以在處的切線方程為;
②證明:設(shè),
,,
所以,在,上遞增,所以,
所以,在,上遞增,所以,
即有當(dāng)時(shí),;
(2)存在,,使得成立
存在,,使得,
設(shè),
,,
可得在,單調(diào)增,即有,
①當(dāng)時(shí),,
可得在,單調(diào)增,
則,
解得;
②當(dāng)時(shí),,
設(shè),,
,
另可得,可得,
則在單調(diào)遞減,在,單調(diào)遞增.
則.
設(shè),,


可得在單調(diào)遞增,
即有,
則在單調(diào)遞增,
則,
則,
則當(dāng)時(shí),恒成立,不合題意.
綜上可得,的取值范圍為.
3.已知函數(shù).
(Ⅰ)當(dāng)時(shí),求的單調(diào)區(qū)間;
(Ⅱ)設(shè),且有兩個(gè)極值點(diǎn),,其中,若恒成立,求的取值范圍.
【解析】(Ⅰ)易求 的定義域,,


,解得: 或,解得:,
所以函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為和,
單調(diào)遞減區(qū)間為,.
(Ⅱ)由題意知,

令,則,由有兩個(gè)極值點(diǎn),,
得,
又因?yàn)椋?br>所以,
所以
,
令,,
,
因?yàn)椋?br>,
所以在,1單調(diào)遞減,故(1),
綜上所述.
4.已知函數(shù)為常數(shù))有兩個(gè)極值點(diǎn).
(1)求實(shí)數(shù)的取值范圍;
(2)設(shè)的兩個(gè)極值點(diǎn)分別為,,若不等式恒成立,求的最小值.
【解析】(1)由題設(shè)知,函數(shù)的定義域?yàn)椋?br>且有兩個(gè)不同的正根,即兩個(gè)不同的正根,,
則,,
,,,,,,,,
,是的兩個(gè)極值點(diǎn),符合題意,
;
(2),

令,則,
,
,
在上單調(diào)遞減,
,
不等式恒成立,,
是的最小值.
5.記,表示,中的最大值.如,.已知函數(shù),,,.
(1)求函數(shù)在,上的值域;
(2)試探討是否存在實(shí)數(shù),使得對恒成立?若存在,求的取值范圍;若不存在,說明理由.
【解析】(1)由題意設(shè),則,
所以時(shí),遞增,時(shí)遞減,
所以(1),所以即,
所以,其在,上的最大值為時(shí)函數(shù)值3,取最小值為,
所以函數(shù)在,上的值域,;
(2)①當(dāng)時(shí),因?yàn)?,所以?br>所以,所以,當(dāng)對恒成立,
則對恒成立,設(shè),則,
令得,遞增,令得,遞減,
所以(2),所以,又,所以,.
②當(dāng)時(shí),由①知對恒成立,
若對恒成立,則對恒成立,
即對恒成立,顯然不成立,
即時(shí),不滿足對恒成立;
綜上,存在實(shí)數(shù)使得,
對恒成立,的取值范圍是,.
6.已知函數(shù),.
(1)若曲線在處的切線的方程為,求實(shí)數(shù)的值;
(2)設(shè),若對任意兩個(gè)不等的正數(shù),,都有恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【解析】(1)的導(dǎo)數(shù)為,
曲線在處的切線斜率為,
由切線的方程為,可得,
解得;
(2),
對任意兩個(gè)不等的正數(shù),,都有恒成立,即,
令,則在遞增,
故恒成立,即恒成立,
因?yàn)?,所以?br>即的取值范圍是,.
7.已知函數(shù).
(Ⅰ)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(Ⅱ)證明當(dāng)時(shí),關(guān)于的不等式恒成立;
(Ⅲ)若正實(shí)數(shù),滿足,證明.
【解析】(Ⅰ),
由,得,
又,所以.
所以的單調(diào)減區(qū)間為,函數(shù)的增區(qū)間是.
(Ⅱ)令,
所以.
因?yàn)椋?br>所以.
令,得.
所以當(dāng),;
當(dāng)時(shí),.
因此函數(shù)在是增函數(shù),在,是減函數(shù).
故函數(shù)的最大值為.
令,因?yàn)椋?br>又因?yàn)椋╝)在是減函數(shù).
所以當(dāng)時(shí),(a),
即對于任意正數(shù)總有.
所以關(guān)于的不等式恒成立.
(Ⅲ)由,
即,
從而.
令,則由得,.
可知,在區(qū)間上單調(diào)遞減,在區(qū)間上單調(diào)遞增.
所以(1),
所以,
又,
因此成立.
8.設(shè),已知定義在上的函數(shù)在區(qū)間內(nèi)有一個(gè)零點(diǎn),為的導(dǎo)函數(shù).
(Ⅰ)求的單調(diào)區(qū)間;
(Ⅱ)設(shè),,,函數(shù),求證:;
(Ⅲ)求證:存在大于0的常數(shù),使得對于任意的正整數(shù),,且,,,滿足.
【解析】(Ⅰ)由,可得,
進(jìn)而可得.令,解得,或.
當(dāng)變化時(shí),,的變化情況如下表:
所以,的單調(diào)遞增區(qū)間是,,,單調(diào)遞減區(qū)間是.
(Ⅱ)證明:由,得,

令函數(shù),則.
由(Ⅰ)知,當(dāng),時(shí),,
故當(dāng),時(shí),,單調(diào)遞減;
當(dāng),時(shí),,單調(diào)遞增.
因此,當(dāng),,時(shí),,可得即,
令函數(shù),則.
由(Ⅰ)知,在,上單調(diào)遞增,
故當(dāng),時(shí),,單調(diào)遞增;
當(dāng),時(shí),,單調(diào)遞減.
因此,當(dāng),,時(shí),,
可得得,即,.
所以,.
(Ⅲ)對于任意的正整數(shù),,且,
令,函數(shù).
由(Ⅱ)知,當(dāng),時(shí),在區(qū)間內(nèi)有零點(diǎn);
當(dāng),時(shí),在區(qū)間,內(nèi)有零點(diǎn).
所以在內(nèi)至少有一個(gè)零點(diǎn),不妨設(shè)為,
則.
由(Ⅰ)知在,上單調(diào)遞增,故(1)(2),
于是.
因?yàn)楫?dāng),時(shí),,故在,上單調(diào)遞增,
所以在區(qū)間,上除外沒有其他的零點(diǎn),而,故.
又因?yàn)?,,均為整?shù),
所以是正整數(shù),
從而.
所以.
所以,只要取(2),就有.
,

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