Question

【題目】已知函數(shù)，

（1）討論函數(shù)的單調(diào)性；

（2）當(dāng)時(shí)，證明曲線分別在點(diǎn)和點(diǎn)處的切線為不同的直線；

（3）已知過點(diǎn)能作曲線的三條切線，求，所滿足的條件.

Answer 1

【答案】（1）在上單調(diào)遞增，在上單調(diào)遞減（2）證明見解析；（3）當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，

【解析】

（1）對(duì)求導(dǎo)，根據(jù)的符號(hào)判斷的單調(diào)性；
（2）先分別求出曲線分別在點(diǎn)和點(diǎn)處的切線方程，然后根據(jù)條件證明兩者為不同的直線的方程；
（3）先設(shè)直線過點(diǎn)與曲線在點(diǎn)處相切，再設(shè)直線，根據(jù)兩者聯(lián)立得到方程，要求此方程有三個(gè)不等實(shí)根即可．然后構(gòu)造函數(shù)，研究該函數(shù)有3個(gè)零點(diǎn)的條件即可.

解：（1）因?yàn)?/span>，

所以

，

所以當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，.

所以在上單調(diào)遞增，在上單調(diào)遞減；

（2）因?yàn)?/span>，所以，.

又因?yàn)?/span>，.

所以曲線在點(diǎn)處的切線方程為；

曲線在點(diǎn)處的切線方程為.

因?yàn)?/span>.所以.所以兩條切線不可能相同.

（3）設(shè)直線過點(diǎn)與曲線在點(diǎn)處相切，

設(shè)直線，

則

消去，得.

因?yàn)檫^點(diǎn)能作曲線的三條切線，

所以關(guān)于的方程有三個(gè)不等實(shí)根.

設(shè)，則有三個(gè)零點(diǎn).

又，

①若，則，

所以在上單調(diào)遞增，至多一個(gè)零點(diǎn)，

故不符合題意；

②若，則

當(dāng)時(shí)，，單調(diào)遞增；

當(dāng)時(shí)，，單調(diào)遞減；

當(dāng)時(shí)，，單調(diào)遞增.

所以的極大值為，極小值為.

又有三個(gè)零點(diǎn)，所以，即，

所以；

③若，則

當(dāng)時(shí)，，單調(diào)遞增；

當(dāng)，，單調(diào)遞減；

當(dāng)時(shí)，，單調(diào)遞增，

所以的極大值為，極小值為.

又有三個(gè)零點(diǎn)，所以，即，

所以，

綜上所述，當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，.