二、解答题
1、【解析】(Ⅰ).
( i )当时,则当时,;当时,
故函数在单调递减,在单调递增.
( ii )当时,由,解得:或
①若,即,则,
故在单调递增.
②若,即,则当时,;当时,
故函数在,单调递增;在单调递减.
③若,即,则当时,;当时,;
故函数在,单调递增;在单调递减.
(Ⅱ)(i)当时,由(Ⅰ)知,函数在单调递减,在单调递增.
又∵,取实数满足且,则
∴有两个零点.
(ii)若,则,故只有一个零点.
(iii)若,由(I)知,当,则在单调递增,又当时,,故不存在两个零点;
当,则函数在单调递增;在单调递减.又当时,,故不存在两个零点.
综上所述,的取值范围是.
2、解析:(I).当时,
,
所以曲线在处的切线方程为
(II)时,等价于
令,
则,
(i)当,时, ,
故在上单调递增,因此;
(ii)当时,令得,
由和得,
故当时,,在单调递减,因此.
综上,的取值范围是
3、【答案】(I)当时,没有零点;当时,存在唯一零点.(II)见解析
【解析】(I)的定义域为,.
当时,,没有零点;
当时,因为单调递增,单调递增,所以在单调递增.又,当b满足且时,,故当时,存在唯一零点.
(II)由(I),可设在的唯一零点为,当时,;
当时,.
故在单调递减,在单调递增,所以当时,取得最小值,最小值为.
由于,所以.
故当时,.
4、解:(Ⅰ)因为,, 2分
,即,解得. 3分
,显然在单调递增且,
故当时,;当时,.
所以的递减区间为,递增区间为. 5分
时,由(Ⅰ)知,当时,取得最小值.
又的最大值为,故. 7分
时,设,
所以, 8分
,,
则,
当时,,,所以,…………………………….9分时,,,所以,……….……………….10分时,,故在上单调递增,
又 ,所以当时,;
当时,.
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以当时,取得最小值,
所以,即. 11分
时,. 12分.
当,
6分
时,,所以, 7分在上单调递减,即.
8分②当时,
令
则,
所以在上单调递 9分在上单调递,
所以在上单调递,即.
故当时,恒成立. 10分
当,
所以, 11分
,所以.
综合(1)(2),当. 12分 5分
,则,
令,得, 6分
时,时,
所以在上单调递减,在单调递增, 分所以 9分,所以即 10分
,,
所以 12分
解:(),依题意,设切点为, 1分
即
解得 3分
所以,
所以,当时,;当时,.
所以,的单调递减区间为,单调递增区间为. 5分
()令,
则,
令,则, 7分
()若,
因为当时,,所以,
所以即在上单调递增.
又因为,所以当时,,
从而在上单调递增,
而,所以,即成立. 9分
()若,
令,解得,
当,,所以即在上单调递减,
又因为,所以当时,,
从而在上单调递减,
而,所以当时,,即不成立.
综上所述,的取值范围是. 12分
6、【解析】(Ⅰ) , (Ⅱ)由(Ⅰ)得, ①当时,由得;由得. 此时在上单调递减,在上单调递增. , 要使得在上有且只有两个零点, 则只需,即 ②当时,由得或;由得.此时在上单调递减,在和上单调递增. 此时 , 此时在至多只有一个零点,不合题意 ③当时,由得或,由得, 此时在和上单调递增,在上单调递减,且,在至多只有一个零点,不合题意 综上所述,的取值范围为
7、解法一:(Ⅰ)的定义域为,, ……………………………2分
由题设知 ,解得 . ……………………………3分
(Ⅱ),
令,显然是增函数,
所以存在唯一零点,
当时,,即;
当 时,,即;
从而在处取得最小值,
又,,…………8分
,
………………10分
, , ……………………11分
从而,故. ………………………12分
解法二:(Ⅰ)同解法一.
(Ⅱ)当时,,又,所以. …………4分
当时,,又,所以,
故只需证明当时,. ……………………………5分
当时,在上单调递增, ……………6分
又, ……………………7分
所以函数存在唯一的零点,且 ……………8分
当时,;当 时,;
从而在处取得最小值,又……9分
所以,…11分
因为,所以,从而,
故. ………………………………………………12分
解法三:(Ⅰ)同解法一.
(Ⅱ)令,则
因为,所以
所以在上单调递增, ………………………4分
又,………6分
所以函数存在唯一的零点,且………………7分
当时,,即;
当 时,,即;
从而在处取得最小值,又……8分
所以,…10分
因为,所以 ……………………11分
从而,故. ………………………12分
8、(Ⅰ)解设的图象交于点,则有,即 (1)
又由题意知,即 (2)…………2分
由(2)解得
将代入(1)整理得…………4分
令,则
时,递增,时递减,所以,即,的最大值为 …………6分(Ⅱ)不妨设,变形得
令,,,
所以 在单调增,,成立…………10分同理可证时,命题成立 , 对任意,,成立……12分
,由,得,当时,.
单调递减 单调递增 故时, 是函数的极值点.
(2)依题意,,,
且.依题意, 有两个不等根, 故.
.
记,因为在恒成立, 所以在上单调递增, ,故欲证,等价于证.即证,记,可得,
单调递减 单调递增 所以,.
10、解:(Ⅰ)依题意,.…………2分
因为在处切线与直线垂直,所以.
解得. …………4分
(Ⅱ)依题意,“对任意,”等价于“在上恒成立”.
令,则. …………5分
(1)时,,在上单调递减,
又,不合题意,舍去. …………6分
(2)当时,得.
单调递减 单调递增 …………8分
①当,即时,在上单调递增,得,
由在上恒成立,得,即,
又,得.…………10分
②当,即时,由上表可知,由在上恒成立,得,即.
令,则.由得或(舍去),
单调递增 单调递减 由上表可知在上单调递增,则,故不等式无解.综上所述,.…………12分
11、解:函数,.
(Ⅰ)当时,,.
所以.
所以曲线在点处的切线,
即. -------------------------------------------……… 4分
(Ⅱ) .
设,.
当时,在上恒成立,即函数在上为增函数.
而,,则函数在区间上有且只有一个零点,使,且在上,,在上,,故为函数在区间上唯一的极小值点;---------------- -------------------------------7分
(2)当时,当时,成立,函数在区间上为增函数,又此时,所以函数在区间恒成立,即,
故函数在区间为单调递增函数,所以在区间上无极值;----------9分
3)当时,.
当时,总有成立,即成立,故函数在区间上为单调递增函数,所以在区间上无极值.------------------------------ ---------11分
综上所述. ----------------------------------------------12分
12、解法一:(Ⅰ)由已知可得,则或,
而当与条件不符(舍去),∴. ………………2分
所以,,
从而,,
故切线的方程为:, ………………4分
与坐标轴的交点分别为,,
所以切线与坐标轴所围成的三角形的面积为. …………6分
(Ⅱ)对于,
当时,;当时,,当时,.
∴在上递减,在递增,故.………8分
又,令,则,
从而,即. ………………10分
故,但与不同时取得最值,
所以上式等号不同时成立,即成立. ……………12分
解法二:(Ⅰ)同解法一.
(Ⅱ)对于,当时,;
当时,,当时,.
∴在上递减,在递增,故. ………8分
令,则,
当时,;当时,;当时,.
∴在上递增,在递减,
故,即,
即. ………………10分
故,但与不同时取得最值,
所以上式等号不同时成立,即成立. ………………12分
13、解:(Ⅰ)函数定义域为
, …………………………………………………………1分
因为,,所以存在使得 ……4分
令
则,所以在上单调递增, ………………5分
故在区间有且仅有一个零点. ………………………………………6分
(Ⅱ)由(1)可知
当时,即,此时单调递减;
当时,即,此时单调递增;
所以 …………………………………8分
由得,
所以 ………10分
令,则
所以在区间内单调递减,所以 …………………………11分
所以. ………………………………………………12分
14、【】(Ⅰ)当时,,,.-------------------------------------------------2分
所以曲线在点处的切线方程为,即.(Ⅱ)设,.
则,
当时,在上单调递增,
所以,对任意,有,.
当时,在上单调递减,在上单调递增,
所以,
由条件知,,即设,则所以在上单调递减,又,所以与条件矛盾.综上可知,.(),
,. ………………… 3分
(Ⅱ),
设,,
由,在上单调递增,
,在上单调递增,.
. ………………… 7分
(),,,
由(Ⅱ),,
, …………………9分
①当即时,,在单调递增,,成立. …………………10分
②当即时,
,令,得,
当时,单调递减,则,在上单调递减,不成立.…………………11分
综上,. …………………12分
16、解:(1)函数的的导数,
过点的切线斜率为2,
,解得.
令,
则函数的导数.
令,即,解得.
在上递减,在上递增.
最小值为.
故成立.
令,则,
令,解得.
当时,在是增函数,所以.
当时,在上递增,上递减,
只需,即.
当时,在上递减,则需.
不合题意.
综上,.