- 试题详情及答案解析
- (本小题满分14分)已知函数
,其中
为自然对数的底数.
(Ⅰ)求曲线
在点
处的切线方程;
(Ⅱ)若对任意
,不等式
恒成立,求实数
的取值范围;
(Ⅲ)试探究当
时,方程
解的个数,并说明理由.- 答案:(Ⅰ)
; (Ⅱ)
;(Ⅲ)
时,方程
有两个解. - 试题分析:(Ⅰ)依题意得,根据导数的几何意义即可求出斜率,再利用点斜式,即可求出曲线
在点
处的切线方程;(Ⅱ)等价于对任意
,
,利用导数在函数单调性中的应用,以及利用导数求最值即可求出结果;(Ⅲ)设
,
,对
进行分类讨论,即可求出结果.
试题解析:解:(Ⅰ)依题意得,
, 1分
. 2分
所以曲线
在点
处的切线方程为
. 3分
(Ⅱ)等价于对任意
,
. 4分
设
,
.
则
因为
,所以
, 5分
所以
,故
在
单调递增, 6分
因此当
时,函数
取得最小值
; 7分
所以
,即实数
的取值范围是
.8分
(Ⅲ)设
,
.
①当
时,由(Ⅱ)知,函数
在
单调递增,
故函数
在
至多只有一个零点,
又
,而且函数
在
上是连续不断的,
因此,函数
在
上有且只有一个零点. 10分
②当
时,
恒成立.证明如下:
设
,则
,所以
在
上单调递增,
所以
时,
,所以
,
又
时,
,所以
,即
.
故函数
在
上没有零点. 12分
③当
时,
,所以函数
在
上单调递减,故函数
在
至多只有一个零点,
又
,而且函数
在
上是连续不断的,
因此,函数
在
上有且只有一个零点.
综上所述,
时,方程
有两个解. 14分
考点:1.函数的导数的应用;2.不等式的恒成立.