Question

【題目】已知函數(shù)，其中為自然對數(shù)的底數(shù)，

（I）若，函數(shù)

①求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間

②若函數(shù)的值域?yàn)?/span>,求實(shí)數(shù)的取值范圍

（II）若存在實(shí)數(shù),使得，且，求證：

Answer 1

【答案】（1）①詳見解析②實(shí)數(shù)的取值范圍是；（2）；

【解析】試題分析：（1）①求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù)，解關(guān)于導(dǎo)函數(shù)的不等式，求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間即可；

②求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù)，通過討論m的范圍得到函數(shù)的值域，從而確定m的具體范圍即可；

（2）求出函數(shù)f（x）的導(dǎo)數(shù)，得到a＞0且f（x）在（﹣∞，]遞減，在[，+∞）遞增，設(shè)，則有，根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性得到關(guān)于m的不等式組，解出即可．

試題解析：

（1）當(dāng)時， .

①.

由得，由得.

所以函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間為，單調(diào)減區(qū)間為.

②

當(dāng)時， ，所以在區(qū)間上單調(diào)遞減；

當(dāng)時， ，所以在區(qū)間上單調(diào)遞增.

在上單調(diào)遞減，值域?yàn)?/span>,

因?yàn)?/span>的值域?yàn)?/span>，所以，

即.

由①可知當(dāng)時， ，故不成立.

因?yàn)?/span>在上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞增，且

所以當(dāng)時， 恒成立，因此.

當(dāng)時， 在上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞增，

所以函數(shù)在上的值域?yàn)?/span>，即.

在上單調(diào)遞減，值域?yàn)?/span>.

因?yàn)?/span>的值域?yàn)?/span>，所以，即.

綜合1°,2°可知，實(shí)數(shù)的取值范圍是.

（2）.

若時， ，此時在上單調(diào)遞增.

由可得，與相矛盾，

同樣不能有.

不妨設(shè)，則有.

因?yàn)?/span>在上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞增，且，

所以當(dāng)時， .

由，且，可得

故.

又在單調(diào)遞減，且，所以，

所以，同理.

即解得，

所以.