Question

【題目】已知函數(shù)， ，其中為自然對數(shù)的底數(shù).

（Ⅰ）求曲線在點處的切線方程；

（Ⅱ）若對任意，不等式恒成立，求實數(shù)的取值范圍；

（Ⅲ）試探究當時，方程的解的個數(shù)，并說明理由.

Answer 1

【答案】(Ⅰ) ；(Ⅱ) ；(Ⅲ)答案見解析.

【解析】試題分析：本題主要考查導(dǎo)數(shù)的運算、利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性、利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的切線方程、利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的最值等基礎(chǔ)知識，考查學(xué)生的分析問題解決問題的能力、轉(zhuǎn)化能力、計算能力.第一問，先利用誘導(dǎo)公式化簡，再對求導(dǎo)， 為切點的縱坐標， 為切線的斜率，最后利用點斜式求曲線的切線；第二問，將對任意，不等式恒成立，轉(zhuǎn)化為， 構(gòu)造函數(shù)對求導(dǎo)，判斷函數(shù)的單調(diào)性，求最小值，代入到中即可；第三問，分情況討論，對求導(dǎo)，利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性，再驗證區(qū)間端點縱坐標的正負來決定函數(shù)的一個零點.

試題解析：（1）依題意得， ，

.

所以曲線在點處的切線方程為. 4分

（2）等價于對任意， .5分

設(shè)， ．

則

因為，所以，

所以，故在單調(diào)遞增， 6分

因此當時，函數(shù)取得最小值； 7分

所以，即實數(shù)的取值范圍是.8分

（3）設(shè)， ．

①當時，由（2）知，函數(shù)在單調(diào)遞增，

故函數(shù)在至多只有一個零點，

又，而且函數(shù)圖象在上是連續(xù)不斷的，

因此，函數(shù)在上有且只有一個零點.10分

②當時， 恒成立．證明如下：

設(shè)，則，所以在上單調(diào)遞增，

所以時， ，所以，

又時， ，所以，即，即．

故函數(shù)在上沒有零點.11分

③當時， ，所以函數(shù)在上單調(diào)遞減，故函數(shù)在至多只有一個零點，

又，而且函數(shù)在上是連續(xù)不斷的，

因此，函數(shù)在上有且只有一個零點.13分

綜上所述， 時，方程有兩個解.14分