Question

【題目】已知（），定義.

（1）求函數的極值

（2）若，且存在使，求實數的取值范圍；

（3）若，試討論函數（）的零點個數.

Answer 1

【答案】(1) 的極大值為，極小值為；(2) ；(3)當時， 有兩個零點；當時， 有一個零點；當時， 有無零點.

【解析】試題分析：

(1)結合函數的解析式求導有，利用導函數研究函數的極值可得的極大值為，極小值為；

(2)原問題轉化為不等式在上有解，構造新函數（），據此討論可得.

(3)結合（1）的結論有在上的最小值為，分類討論：

①當時， 在上無零點.

②當時， 在上有一個零點.

③當時， 在上有兩個零點.

試題解析：

（1）∵函數，

∴

令，得或，∵，∴，列表如下：

		極大值		極小值

∴的極大值為，極小值為.

（2），∵存在使，

∴在上有解，即在上有解，即不等式在上有解，

設（），∵對恒成立，

∴在上單調遞減，∴當時， 的最大值為.

∴，即.

（3）由（1）知， 在上的最小值為，

①當，即時， 在上恒成立，

∴在上無零點.

②當，即時， ，又，

∴在上有一個零點.

③當，即時，設（），

∵，∴在上單調遞減，

又， ，∴存在唯一的，使得.

Ⅰ.當時，

∵，∴且為減函數，

又， ，

∴在上有一個零點；

Ⅱ.當時

∵，∴且為增函數.

∵，∴在上有一個零點；

從而在上有兩個零點.

綜上所述，當時， 有兩個零點；當時， 有一個零點；

當時， 有無零點.