设函数.(Ⅰ)求的单调区间;(Ⅱ)当时,试判断零点的个数;(Ⅲ)当时,若对,都有()成立,求的最大值.
问题详情:
设函数.
(Ⅰ)求的单调区间;
(Ⅱ)当时,试判断零点的个数;
(Ⅲ)当时,若对,都有()成立,求的最大值.
【回答】
(1)当时,的单减区间为;当时,的单减区间为,单增区间为;(2)两个;(3)0.
【分析】
(1)求出,分两种情况讨论的范围,在定义域内,分别令求得的范围,可得函数增区间,求得的范围,可得函数的减区间;(2)当时,由(1)可知,在是单减函数,在是单增函数,由,,利用零点存在定理可得结果;(3)当,为整数,且当时,恒成立,,利用导数求出的取值范围,从而可得结果.
【详解】
(1),
.
当时,在恒成立,
在是单减函数.
当时,令,解之得.
从而,当变化时,,随的变化情况如下表:
|
|
|
|
| - | 0 | + |
| 单调递减 | 单调递增 |
由上表中可知,在是单减函数,在是单增函数.
综上,当时,的单减区间为;
当时,的单减区间为,单增区间为.
(2)当时,由(1)可知,在是单减函数,在是单增函数;
又,,.
,;
故在有两个零点.
(3)当,为整数,且当时,恒成立
.
令,只需;
又,
由(2)知,在有且仅有一个实数根,
在上单减,在上单增;
又,,
,且,
即代入式,得
.
而在为增函数,,
即.
而,,
即所求的最大值为0.
【点睛】
本题主要考查利用导数研究函数的单调*、函数的零点以及不等式恒成立,属于难题.近来高考在逐年加大对导数问题的考查力度,不仅题型在变化,而且问题的难度、深度与广度也在不断加大,本部分的要求一定有三个层次:第一层次主要考查求导公式,求导法则与导数的几何意义;第二层次是导数的简单应用,包括求函数的单调区间、极值、最值等;第三层次是综合考查,包括解决应用问题,将导数内容和传统内容中有关不等式甚至数列及函数单调*有机结合,设计综合题.
知识点:导数及其应用
题型:解答题
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