【题目】已知函数
.
(1)若曲线
在
处的切线的方程为
,求实数
的值;
(2)设
,若对任意两个不等的正数
,都有
恒成立,求实数
的取值范围;
(3)若在
上存在一点
,使得
成立,求实数
的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3) ![]()
【解析】
(1)根据导数的几何意义可知,
在
的导数是曲线在
处切线的斜率,列方程求
;(2)不等式变形为
设
,可得
递增,所以
在
恒成立,
变形为
恒成立,转化为求函数的最值;(3)不等式
等价于
,设
,求
,然后讨论极值点和定义域的关系,分
,
和
三种情况求函数在
上的最小值,令最小值小于0,分别解关于
的不等式,得到
的取值范围.
(1)
的导数为
,曲线
在
处的切线斜率为
,
由切线的方程为
,可得
,
解得
;
(2)
,
对任意两个不等的正数
,都有
恒成立,即为
![]()
令
,可得
递增,
由
恒成立,
可得
的最大值,由
可得最大值
,
则
,即
的取值范围是
;
(3)不等式
等价于,
整理得
,设
,
则由题意可知只需在
上存在一点
,使得
.
对
求导数,得![]()
因为
,所以
,令
,得
.
①若
,即
时,令
,解得
.
②若
,即
时,
在
处取得最小值,
令
,即
,
可得
对于式子
,因为
,可得左端大于
,而右端小于
,所以不等式不能成立
③当
,即
时,
在
上单调递减,只需
,得
,
又因为
,则
.
综上所述,实数
的取值范围是
.