【题目】已知函数
,其中
.
(1)求
的单调区间;
(2)若对任意的
,总存在
,使得
,求实数
的值.
【答案】(1)详情见解析;(2)
.
【解析】
(1)对原函数求导,再分类讨论当
与
时导函数正负是x的取值范围,即原函数的单调区间;
(2)分类讨论实数a在区间
左边,内部和右边三种情况,其中在
且
时,表示出函数
的最大值发现此时不满足题设要求;当
时,取特殊的
,对
,由
此时的最大值发现此时不满足题设要求;当
时,令
,对任意的
,总存在
,使得
,分析了单调性之后发现其等价于
,从而构造不等式组求得答案.
(1)∵
,
,
当
时,对
,
,
所以
的单调递减区间为
.
当
时,令
,得
,
∵
时,
,
时,
,
所以
的单调递增区间为
,单调递减区间为![]()
综上所述,
时,
的单调递减区间为
;
时,
的单调递增区间为
,单调递减区间为
.
(2)讨论:
①当
且
时,由(1)知,
在
上单调递减,则
,
因为对任意的
,总存在
,使得
,
所以对任意的
,不存在
,使得![]()
②当
时,由(1)知,在
上
是增函数,在
上
是减函数,
则![]()
因为对
,对
,![]()
所以对
,不存在
,使得![]()
③当
时,令
,
由(1)知,
在
是增函数,进而知
是减函数,
所以
,
,
,![]()
因为对任意的
,总存在
,使得
,
即
,故有
,即
,
所以
,解得
,综上,
的值为
.