(本小题共14分)
已知函数
(Ⅰ)若,求函数
的极值和单调区间;
(II) 若在区间上至少存在一点
,使得
成立,求实数
的取值范围.
(本小题共14分)
已知函数
(Ⅰ)若,求函数
的极值和单调区间;
(II) 若在区间上至少存在一点
,使得
成立,求实数
的取值范围.
(共14分)
解:(I)因为 , …………………2分
当,
,
令,得
, …………………3分
又的定义域为
,
,
随
的变化情况如下表:
| | | |
| | 0 | |
| | 极小值 | |
所以时,
的极小值为1 . …………………5分
的单调递增区间为
,单调递减区间为
; …………………6分
(II)解法一:
因为 ,且
,
令,得到
,
若在区间上存在一点
,使得
成立,
其充要条件是在区间
上的最小值小于0即可. …………………7分
(1)当,即
时,
对
成立,
所以,在区间
上单调递减,
故在区间
上的最小值为
,
由,得
,即
…………………9分
(2)当,即
时,
① 若,则
对
成立,所以
在区间
上单调递减,
所以,在区间
上的最小值为
,
显然,在区间
上的最小值小于0不成立 …………………11分
② 若,即
时,则有
| | | |
| | | |
| | 极小值 | |
所以在区间
上的最小值为
,
由,
得 ,解得
,即
. …………………13分
综上,由(1)(2)可知:符合题意. …………………14分
解法二:若在区间上存在一点
,使得
成立, 即
,
因为, 所以,只需
…………………7分
令,只要
在区间
上的最小值小于0即可
因为,
令,得
…………………9分
(1)当时:
| | | |
| | | |
| | 极大值 | |
因为时,
,而
,
只要,得
,即
…………………11分
(2)当时:
| | | |
| | | |
| | 极小值 | |
所以,当 时,
极小值即最小值为
,
由, 得
,即
. …………………13分
综上,由(1)(2)可知,有 . …………………14分