Question

已知函數(shù)，其中是實(shí)數(shù)，設(shè)為該函數(shù)的圖象上的兩點(diǎn)，且.

⑴指出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間；

⑵若函數(shù)的圖象在點(diǎn)處的切線(xiàn)互相垂直，且，求的最小值；

⑶若函數(shù)的圖象在點(diǎn)處的切線(xiàn)重合，求的取值范圍.

 

Answer 1

【答案】

(1)單調(diào)減區(qū)間為，單調(diào)增區(qū)間為;（2）1；（3）．

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)基本初等函數(shù)的性質(zhì)知，分段函數(shù)在時(shí)是二次函數(shù)的一部分，有兩個(gè)單調(diào)區(qū)間：增區(qū)間，減區(qū)間，時(shí)是對(duì)數(shù)函數(shù)，只有一個(gè)單調(diào)增區(qū)間；（2）對(duì)函數(shù)圖象來(lái)講，它在某點(diǎn)處的切線(xiàn)斜率等于該函數(shù)在此點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)，故有，由于，兩點(diǎn)在軸的左邊，，因此有，顯然有，可以表示為關(guān)于的函數(shù)，從而求出最小值（，應(yīng)用基本不等式即可得解）也可以直接湊配出基本不等式的形式，＝利用基本不等式）；（3）這里我們首先分析所處范圍，結(jié)合圖象易知不可能在同一單調(diào)區(qū)間，只能是，那么我們可得出兩點(diǎn)處的切線(xiàn)方程分別為，，兩條切線(xiàn)相同，則有，于是可把表示為（或者）的函數(shù)，把求匠范圍轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的值域．

試題解析：（1）單調(diào)減區(qū)間為，單調(diào)增區(qū)間為4分

（2），

當(dāng)時(shí)，因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn//pic6/res/gzsx/web/STSource/2014032404045540627311/SYS201403240405311562465710_DA.files/image011.png">，所以.8分

∴

當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立，

∴的最小值為1.10分

（3）當(dāng)或時(shí)，，故

當(dāng)時(shí)，函數(shù)的圖象在點(diǎn)的切線(xiàn)方程為

即

當(dāng)時(shí)，函數(shù)在切線(xiàn)方程為

兩切線(xiàn)重合的充要條件是13分

由①及知

由①②得

又，與在都為減函數(shù).

∴16分

考點(diǎn)：（1）單調(diào)區(qū)間；（2）函數(shù)圖象的切線(xiàn)及基本不等式；（3）切線(xiàn)與函數(shù)的值域．