已知函數(shù)
(
≠0,
∈R)
(Ⅰ)若
,求函數(shù)
的極值和單調(diào)區(qū)間;
(Ⅱ)若在區(qū)間(0,e]上至少存在一點(diǎn)
,使得
成立,求實(shí)數(shù)
的取值范圍.
(I)
的單調(diào)遞增區(qū)間為
,單調(diào)遞減區(qū)間為
;
時(shí),
的極小值為1.
(II)
.
解析試題分析:(I)應(yīng)用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性及極值的基本題型,利用“表解法”清晰明了.
(II)解答本題的關(guān)鍵是,首先將問題轉(zhuǎn)化成“若在區(qū)間(0,e]上至少存在一點(diǎn)
,,使得
成立,其充要條件是
在區(qū)間(0,e]上的最小值小于0”.
應(yīng)用分類討論思想,就
為正數(shù)、負(fù)數(shù)的不同情況加以討論.
試題解析:(I)因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/cb/8/q0sk43.png" style="vertical-align:middle;" />
當(dāng)a=1,
,
令
,得
,
又
的定義域?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/dc/8/uqhzl1.png" style="vertical-align:middle;" />,
隨
的變化情況如下表:
所以![]()
(0,1) 1 ![]()
![]()
- 0 + ![]()
↘ 極小值 ↗
時(shí),
的極小值為1.
的單調(diào)遞增區(qū)間為
,單調(diào)遞減區(qū)間為
;
(II)因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/a0/4/1vr764.png" style="vertical-align:middle;" />,且![]()
令
,得到
,
若在區(qū)間(0,e]上至少存在一點(diǎn)
,,使得
成立,
其充要條件是
在區(qū)間(0,e]上的最小值小于0即可.
當(dāng)
<0,
即
時(shí),
對(duì)
成立,
所以,
在區(qū)間(0,e]上單調(diào)遞減,
故
在區(qū)間(0,e]上的最小值為
,
由
,得
,即![]()
當(dāng)
>0,即
時(shí),
若
,則
對(duì)
成立,
所以
在區(qū)間
上單調(diào)遞減,
所以,
在區(qū)間
上的最小值為
>0,
顯然,
在區(qū)間
上的最小值小于0不成立;
②若
,即
時(shí),則有