Question

設(shè)函數(shù)
(1)設(shè),,證明:在區(qū)間內(nèi)存在唯一的零點;
(2) 設(shè),若對任意,有,求的取值范圍;
(3)在(1)的條件下,設(shè)是在內(nèi)的零點,判斷數(shù)列的增減性.

Answer 1

(1) 見解析；（2）；（3）見解析.

試題分析：(1) 先根據(jù)零點存在性定理判斷在在內(nèi)存在零點，在利用導(dǎo)數(shù)說明函數(shù)在上是單調(diào)遞增的，從而說明在區(qū)間內(nèi)存在唯一的零點；（2）此問可用兩種解法:第一種，當(dāng)時,，根據(jù)題意判斷出在上最大值與最小值之差，據(jù)此分類討論如下:(ⅰ)當(dāng)；(ⅱ)當(dāng)；(ⅲ)當(dāng),綜上可知,；第二種，用表示中的較大者，直接代入計算即可；（3）先設(shè)出零點，然后根據(jù)在上是遞增的得出結(jié)論.
試題解析：(1),時, 
∵,∴在內(nèi)存在零點. 又當(dāng)時, ,∴ 在上是單調(diào)遞增的,所以在內(nèi)存在唯一零點.
(2)當(dāng)時, ，對任意都有等價于在上最大值與最小值之差,據(jù)此分類討論如下:(ⅰ)當(dāng),即時, ,與題設(shè)矛盾
(ⅱ)當(dāng),即時, 恒成立
(ⅲ)當(dāng),即時, 恒成立.
綜上可知, 
注:(ⅱ)(ⅲ)也可合并證明如下:
用表示中的較大者.當(dāng),即時,
  
 恒成立 .
(3)證法一 設(shè)是在內(nèi)的唯一零點 
,, 
于是有 
又由(1)知在上是遞增的,故, 所以,數(shù)列是遞增數(shù)列.
證法二 設(shè)是在內(nèi)的唯一零點
 則的零點在內(nèi),故,
所以,數(shù)列是遞增數(shù)列.