Question

【題目】已知函數(shù)，．

（1）若，，求實(shí)數(shù)的值．

（2）若，，求正實(shí)數(shù)的取值范圍．

Answer 1

【答案】（1）0（2）

【解析】

（1）求得和，由，，得，令，令導(dǎo)數(shù)求得函數(shù)的單調(diào)性，利用，即可求解．

（2）解法一：令，利用導(dǎo)數(shù)求得的單調(diào)性，轉(zhuǎn)化為，令（），利用導(dǎo)數(shù)得到的單調(diào)性，分類討論，即可求解．

解法二：可利用導(dǎo)數(shù)，先證明不等式，，，，

令（），利用導(dǎo)數(shù)，分類討論得出函數(shù)的單調(diào)性與最值，即可求解．

（1）由題意，得，，

由，…①，得，

令，則，

因?yàn)?/span>，所以在單調(diào)遞增，

又，所以當(dāng)時(shí)，，單調(diào)遞增；

當(dāng)時(shí)，，單調(diào)遞減；

所以，當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立．

故方程①有且僅有唯一解，實(shí)數(shù)的值為0．

（2）解法一：令（），

則，

所以當(dāng)時(shí)，，單調(diào)遞增;

當(dāng)時(shí)，，單調(diào)遞減;

故

．

令（），

則．

（i）若時(shí)，，在單調(diào)遞增，

所以，滿足題意．

（ii）若時(shí)，，滿足題意．

（iii）若時(shí)，，在單調(diào)遞減，

所以．不滿足題意．

綜上述：．

解法二：先證明不等式，，，…（*）．

令，

則當(dāng)時(shí)，，單調(diào)遞增，

當(dāng)時(shí)，，單調(diào)遞減，

所以，即．

變形得，，所以時(shí)，，

所以當(dāng)時(shí)，.

又由上式得，當(dāng)時(shí)，，，.

因此不等式（*）均成立．

令（），

則，

（i）若時(shí)，當(dāng)時(shí)，，單調(diào)遞增;

當(dāng)時(shí)，，單調(diào)遞減;

故

．

（ii）若時(shí)，，在單調(diào)遞增，

所以 ．

因此，①當(dāng)時(shí)，此時(shí)，，，

則需

由（*）知，，（當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立），所以．

②當(dāng)時(shí)，此時(shí)，，

則當(dāng)時(shí)，

（由（*）知）；

當(dāng)時(shí)，（由（*）知）．故對(duì)于任意，．

綜上述：．