Question

已知函數(shù)

（1）求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間．

（2）若方程有4個不同的實根，求的范圍？

（3）是否存在正數(shù)，使得關(guān)于的方程有兩個不相等的實根？如果存在，求b滿足的條件，如果不存在，說明理由．

 

Answer 1

（1）增區(qū)間為，減區(qū)間為；（2）；（3）不存在，理由見詳解．

【解析】

試題分析：（1）首先求導函數(shù)，然后通過判斷的符號可求得單調(diào)區(qū)間；（2）構(gòu)造函數(shù)，然后利用導數(shù)研究函數(shù)的取值變化，確定圖象的位置，由圖象可直觀得到函的取值范圍；（3）

試題解析：（1）根據(jù)定義域后，求導得到，

根據(jù)導數(shù)和0的關(guān)系得到在是函數(shù)的增區(qū)間；在是函數(shù)減區(qū)間．

（2）（2）令，求導得，

里面有一個零點和兩個斷點，所以初步可以得到函數(shù)在區(qū)間單調(diào)增；在區(qū)間單調(diào)減．

當從負半軸方向趨近于－1時，

當從正半軸方向趨近于－1時，

而且時，，

而且可以很容易得到，函數(shù)為偶函數(shù)，而且，

另半邊的圖像就容易模擬得到了，所以有4個不同的實根，結(jié)合圖像得到．

（本題必須另半邊如果不分析必須用奇偶性說明；而且必須說明在斷點處的趨勢，否則扣2到3分）

（3）結(jié)論：這樣的正數(shù)不存在．

假設(shè)存在滿足條件的，使得方程存在兩個不相等的實根和，然后代入方程，根據(jù)其結(jié)構(gòu)利用第（1）問的結(jié)論判斷出在上的取值及單調(diào)性，然后結(jié)合假設(shè)導出矛盾，作出判斷．

假設(shè)存在正數(shù)，使得方程存在兩個不相等的實根和，則

根據(jù)定義域知道和都是正數(shù)．

根據(jù)第1問知道，當時，函數(shù)的最小值，

所以，

因為，等式兩邊同號，所以，所以

不妨設(shè)

由（1）（2）可得，

所以，

所以．

因為很容易證明到函數(shù)在為恒大于0且為減函數(shù)

所以（*）方程顯然不成立，因為左邊大于1，右邊小于1．

所以原假設(shè)：存在正數(shù)，使得方程存在兩個不相等的實根和錯誤（本題其他證法，請酌情給分）

考點：1、導數(shù)與函數(shù)的單調(diào)性關(guān)系；2、探索性問題；3、函數(shù)與方程根的關(guān)系．