文科21题:已知函数。
ⅰ)求的极大值和极小值;
ⅱ)当曲线的切线的斜率为负数时,求在轴上截距的取值范围。
解:(ⅰ令,解得,或。
当时,,所以在上是增函数,当时,,所以在和上都是减函数,当变化时,和的变化情况如下表:
由上表可知,当时,有极小值;当时,有极大值。进一步考虑,恒成立,且当时,,由此可画出简图。
ⅱ)设曲线在处的切线的斜率为,则,解得,,或。而切线的方程为,令,则,下求当,或时,切线在轴上的截距的取值范围。
易知,当时,,当且仅当时取等号;
当时,,当且仅当时取等号,而,,.
所以,切线在轴上的截距的取值范围是。
理科21题:已知函数。
ⅰ)若函数在处取极小值,求值,并求函数的单调区间;
ⅱ)当时,求证:.
ⅰ)解:当时,,解得,.,而,即。
令,则,而,所以,是增函数。
当时,,所以,,函数在上是增函数;
当时,,所以,,函数在上是减函数;
注:①∵和都是上的增函数,∴是上的增函数,当时,,函数在上是增函数;当时,,函数在上是减函数。
当时,,函数在上是增函数;
当时,,函数在上是减函数。
ⅱ)证明:欲证当时,即证。
易知,如图,只需证当时,恒成立即可。
事实上,可以构造,则,易知当时,当时,,当时,,所以即:.
下证:当时,恒成立。
令,则,且。
当时,,当时,当时,,所以在处取到最小值,即,所以,但和两式不同时取到等号,因此,.
即:当时,.
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