【题目】已知函数
.
(1)当
时,讨论函数
的单调性;
(2)若曲线
在点
处的切线
与
有且只有一个公共点,求正数
的取值范围.
【答案】(1)当
时,
在
递增,在
递减;当
时,
在
递增;当
时,
在
递减,在
递增.(2)
或
.
【解析】
(1)根据函数解析式,求得导函数,并对
分类讨论,即可判断函数
的单调性;
(2)根据切点横坐标,代入方程求得切点坐标,结合导数的几何意义即可求得切线方程;联立直线方程与函数解析式,由切线
与
有且只有一个公共点可知联立后的方程有且仅有一个根,构造函数
,并求得导函数,对
分类讨论,即可判断函数的单调性和最值,进而求得正数
的取值范围.
(1)函数
,定义域为
,
![]()
当
时,
在
上恒成立,
在
递增;
当
时,
在
上恒成立,
在
递增;
当
时,
时,
,
在
递减,
时,
,
在
递增;
当
时,
时,
,
在
递增,
时,
,
在
递减;
综上所述,当
时,
在
递增,在
递减;
当
时,
在
递增;
当
时,
在
递减,在
递增.
(2)当
时,代入函数解析式可得
,则切点坐标为
;
代入导函数可得切线的斜率为
,
由点斜式可得切线方程为
,化简可得
,
则
整理可得
,
令
,
由题意可知函数
有且只有一个零点,
,
1 当
时,由
,解得
.
且当
时,
,
单调递增;
当
时,
,
单调递减.
所以
是
唯一的极小值点,也是最小值点.
且
,故
满足题意.
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2 当
时.由
解得
,
.
(1)当
时,
,
单调递增,又
,
所以
满足题意.
(2)当
时,当
,
,
单调递减,所以
.
又存在
,所以
,
.
在
内,
存在零点,所以
至少有两个零点,不合题意.
![]()
当
时,在
上,
,
单调递减,所以
.
又存在
,并注意到
,
,
,所以在
内
存在零点,
从而
至少有两个零点,不合题意.
综上所述,
或
.
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