Question

【題目】已知函數(shù).

（1）若時(shí)，直線是曲線的一條切線，求b的值；

（2）若，且在上恒成立，求a的取值范圍；

（3）令，且在區(qū)間上有零點(diǎn)，求的最小值.

Answer 1

【答案】（1）（2）且 （3）

【解析】

(1) 設(shè)切點(diǎn)，求出在點(diǎn)A處的切線，因?yàn)?/span>是的一條切線，對(duì)應(yīng)值相等即可得解；(2)令，求導(dǎo)數(shù)，分和討論導(dǎo)數(shù)的符號(hào)從而判斷函數(shù)的單調(diào)性，證明不等式對(duì)恒成立；(3) 求出的表達(dá)式，并設(shè)在上的一個(gè)零點(diǎn)為，由解得，則，令利用的導(dǎo)數(shù)求出的最小值即可得解.

解：（1）當(dāng)時(shí)，，

設(shè)切點(diǎn)，則在點(diǎn)A處的切線為，

化簡(jiǎn)得，

因?yàn)?/span>是的一條切線，

，，解得；

（2）當(dāng)時(shí)，令，

則.

若，則當(dāng)時(shí)，恒成立，在上單調(diào)遞增，

，即符合題意；

若時(shí)，由，得，

當(dāng)時(shí)，，在上單調(diào)遞減，

，與已知在上恒成立矛盾，舍去.

綜上，且 .

（3）法一：.

若，則在區(qū)間上恒成立，在區(qū)間上單調(diào)遞增，

因?yàn)?/span>在區(qū)間上有零點(diǎn)，

所以，

解得.

所以，

當(dāng)時(shí)，等號(hào)成立，此時(shí).

若時(shí)，當(dāng)時(shí)，，在上單調(diào)遞減，

當(dāng)時(shí)，，在上單調(diào)遞增.

因?yàn)?/span>在區(qū)間上有零點(diǎn)

所以，

所以，

所以，

令，

則，所以在（2）上單調(diào)遞減.

所以.

若，則在區(qū)間上恒成立，在區(qū)間上單調(diào)遞減.

因?yàn)榻?/span>在區(qū)間上有零點(diǎn)，

所以，

解得.

所以，

當(dāng)時(shí)，等號(hào)成立，此時(shí)；

綜上，的最小值是.

法二：，

設(shè)在上的一個(gè)零點(diǎn)為，

則，

，當(dāng)時(shí)等號(hào)成立，

令，則，

因?yàn)?/span>，則，

即，所以的區(qū)間上單調(diào)遞減，

所以的最小值為，

故的最小值為.