设函数,
.
(Ⅰ)当时,函数
与
在
处的切线互相垂直,求
的值;
(Ⅱ)若函数在定义域内不单调,求
的取值范围;
(Ⅲ)是否存在实数,使得
对任意正实数
恒成立?若存在,求出满足条件的实数
;若不存在,请说明理由.
设函数,
.
(Ⅰ)当时,函数
与
在
处的切线互相垂直,求
的值;
(Ⅱ)若函数在定义域内不单调,求
的取值范围;
(Ⅲ)是否存在实数,使得
对任意正实数
恒成立?若存在,求出满足条件的实数
;若不存在,请说明理由.
【解析】(Ⅰ)当时,
,∴
在
处的切线斜率
,由
,∴
, ∴
,∴
.
(Ⅱ)易知函数的定义域为
,
又,
由题意,得
的最小值为负,
∴
(注:结合函数图象同样可以得到),
∴, ∴
, ∴
.
(Ⅲ)令,
其中,则
,
设,
∴在
单调递减,
在区间
必存在实根,不妨设
即,可得
(*)
在区间
上单调递增,在
上单调递减, ∴
,
,代入(*)式得
根据题意恒成立.
又∵,当且仅当
时,等号成立.
∴,
,∴
.代入(*)得
,即
.