本题导读
(1) , 在 减、 增;(Ⅱ)令 解出 代回 得 ,由 介值定出 ,再由 先减后增得 且零点唯一。
📌【题干】
Question
(2015年四川卷(文)) 已知函数 ,其中 .
(1) 设 是 的导函数,讨论 的单调性;
(2) 证明:存在 ,使得 恒成立,且 在区间 内有唯一解.
🔍【思路分析】
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(1) , 在 减、 增;(Ⅱ)令 解出 代回 得 ,由 介值定出 ,再由 先减后增得 且零点唯一。
✅【答案】
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(1) 在 上单调递减,在 上单调递增
(2) 见解析(存在 ,此时 在 上的最小值 0 在唯一点 取得)
✍【详细解析】
Abstract
(1) 的定义域为 。
,
。
当 时,, 单调递减;当 时,, 单调递增。
(2) 由 ,解得 。
令 ,即把 代回 :
化简得 。
;。
于是存在 ,使得 。令 ,其中 ()。
由 知 在 上单调递增,故 ,即 。
当 时,,。
由(Ⅰ)知 在 上单调递增:当 时 , 递减,;当 时 , 递增,。
又当 时,(,且 时 )。
综上,存在 ,使得 在 上恒成立,且 在区间 内有唯一解 。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:导数的运算与单调性、零点存在性与唯一性、恒成立问题
核心方法:消参(由 解出 代回 )构造一元函数 ,用介值定理定参数,再借单调性锁零点
避坑指南:“存在 “是双目标(恒成立 + 唯一零点),必须先由 与 联立消参得 ,再验证 与 的先减后增形态,两条缺一不可;直接对 讨论最小值符号会陷入分类泥潭。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:导数压轴以”参数存在性 + 零点唯一性”双目标设问是四川卷压轴传统,2015 年四川卷理第 21 题为同源题( 型),2014、2013 年四川卷理第 21 题同型。
结论推广:消参手法可推广:凡”存在参数使 且 “(曲线与 x 轴相切型)问题,都可由两式联立解出参数关于切点的函数 ,再用 的单调性与值域锁定参数范围。
方法推广:导数压轴中”先减后增 + 唯一极小点取 0”是保证”恒非负且唯一零点”的标准形态;证明存在性优先介值定理,落实唯一性靠严格单调。
🔗【关联脉络】
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