Question

【題目】已知函數

（1）討論的單調性；

（2）若方程有兩個不相等的實數根，求證：

Answer 1

【答案】（1）時，在上是增函數，時，在和上是增函數,在上是減函數

（2）證明見解析

【解析】

（1）對求導，得到，根據的，對進行分類，分為，和；（2）令，先說明當時，不符合題意，再研究當時，利用導數得到最大值，根據有兩個零點，得到，易得，再利用導數證明時，，從而確定范圍為，再構造函數，利用導數得到在上單調遞減，從而得以證明.

（1）易知的定義域為，且，

時，在上恒正，所以在上單調遞增，

時，對于，

①當，即時，，在上是增函數；

②當，即時，有兩個正根，

所以，，單調遞增，

，，單調遞減

綜上，時，在上是增函數，時，在和上是增函數,在上是減函數

（2）令，

方程有兩個不相等的實根函數有兩個零點，

由

定義域為且

①當時，恒成立，在上單調遞增，則至多有一個零點，不符合題意；

②當時，得，

在上單調遞增，在上單調遞減

要使有兩個零點，則，由解得

此時

易知當時，

，

令，所以，

時，在為增函數，

在為增函數，，

所以，即

所以

函數在與各存在一個零點

綜上所述，.

∴證明證明時，成立

設，則

易知在上遞減，，在上單調遞減

，

所以.