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2012年普通高等学校招生全国统一考试(湖南卷):理数第22题

  2016-10-28 19:08:10  

(2012湖南卷计算题)

(本小题满分13分)

已知函数,其中

(Ⅰ)若对一切恒成立,求的取值集合。

(Ⅱ)在函数的图像上取定两点,记直线的斜率为。问:是否存在,使成立?若存在,求的取值范围;若不存在,请说明理由。

【出处】
2012年普通高等学校招生全国统一考试(湖南卷):理数第22题
【答案】

(Ⅰ)若,则对一切,这与题设矛盾,又,故。而,令得:

时,单调递减;

时,单调递增,故当时,取最小值 。于是对一切恒成立,当且仅当

,则

时,单调递增;

时,单调递减。故当时,取最大值。因此,当且仅当,即时,①式成立。综上所述,的取值集合为

(Ⅱ)由题意知,,令,则。令,则

时,单调递减;

时,单调递增,故当,即。从而,又,所以。因为函数在区间上的图像是连续不断的一条曲线,所以存在,使单调递增,故这样的是唯一的,且,故当且仅当时,

综上所述,存在,使成立,且的取值范围为

【解析】

本题主要考查利用导函数求解函数的极值和分析函数单调性。

(Ⅰ)对函数求导得导函数,分析导函数求得其极小值为。即得。再令可得取最大值,故当且仅当时,不等式成立。故的取值集合为

(Ⅱ)分析可得,令,则应证明存在,使得。对函数求导,分析其单调性,判断其极值的大小。在中,。故可得证。

【考点】
导数的概念及其几何意义导数在研究函数中的应用
【标签】
分类讨论思想函数与方程的思想


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