1、
一题多解50--导数--极值点偏移
已知函数有两个零点.
(Ⅰ)求的取值范围;
(Ⅱ)设是的两个零点,证明:.
21.⑴ 由已知得:
① 若,那么,只有唯一的零点,不合题意;
② 若,那么,
所以当时,,单调递增
当时,,单调递减
即:
↓
极小值
↑
故在上至多一个零点,在上至多一个零点
由于,,则,
根据零点存在性定理,在上有且仅有一个零点.
而当时,,,
故
则的两根,, ,因为,故当或时,
因此,当且时,
又,根据零点存在性定理,在有且只有一个零点.
此时,在上有且只有两个零点,满
2、足题意.
③ 若,则,
当时,,,
即,单调递增;
当时,,,即,单调递减;
当时,,,即,单调递增.
即:
+
0
-
0
+
↑
极大值
↓
极小值
↑
而极大值
故当时,在处取到最大值,那么恒成立,即无解
而当时,单调递增,至多一个零点
此时在上至多一个零点,不合题意.
④ 若,那么
当时,,,即,
单调递增
当时,,,即,
单调递增
又在处有意义,故在上单调递增,此时至多一个零点,不合题意.
⑤ 若,则
当时,,,即,
单调递增
当时,,,即,
单调递减
当时,,,即,
单调递增
即
3、
+
0
-
0
+
↑
极大值
↓
极小值
↑
故当时,在处取到最大值,那么恒成立,即无解
当时,单调递增,至多一个零点
此时在上至多一个零点,不合题意.
综上所述,当且仅当时符合题意,即的取值范围为.
⑵ 由已知得:,不难发现,,
故可整理得:
设,则
那么,当时,,单调递减;当时,,单调递增.
设,构造代数式:
设,
则,故单调递增,有.
因此,对于任意的,.
由可知、不可能在的同一个单调区间上,不妨设,则必有
令,则有
而,,在上单调递增,因此:
整理得:.