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2014年普通高等学校招生全国统一考试(四川卷):文数第21题

  2016-10-30 09:14:24  

(2014四川卷计算题)

(本小题满分14分)

已知函数,其中为自然对数的底数。

(Ⅰ)设是函数的导函数,求函数在区间上的最小值;

(Ⅱ)若,函数在区间内有零点,证明:

【出处】
2014年普通高等学校招生全国统一考试(四川卷):文数第21题
【答案】

(Ⅰ)由,有,所以。当时,。当时,,所以上单调递增,因此上的最小值是;当时,,所以上单调递减,因此上的最小值是;当时,令,得,所以函数在区间上单调递减,在区间单调递增,于是,上的最小值是。综上所述,当时,上的最小值是;当时,上的最小值是;当时,上的最小值是

(Ⅱ)设在区间内的一个零点,则由可知在区间上不可能单调递增,也不可能单调递减。则不可能恒为正,也不可能恒为负。故在区间内存在零点。同理,在区间内存在零点。所以,在区间内至少存在两个零点。由(Ⅰ)知,当时,上单调递增,故在区间内至多有一个零点。当时,上单调递减,故在区间内至多有一个零点。所以。此时在区间上单调递减,在区间单调递增。因此,必有。由,有,解得。所以,函数在区间内有一个零点时,

【解析】

本题主要考查导数在研究函数中的应用。

(1)求得后,对其正负性进行讨论得到其单调区间,与区间大小进行讨论,故可得到其最小值;

(2)根据(1)中结论得到在区间内至多存在一个零点,故通过讨论端点处的函数值即可得到结论。

【考点】
导数在研究函数中的应用函数与方程


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