Question

【題目】已知函數(shù).

（1）當(dāng)時，求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間；

（2）設(shè)函數(shù)，若函數(shù)在區(qū)間上存在正的極值，求實數(shù)的取值范圍.

Answer 1

【答案】（1）單調(diào)遞減區(qū)間為，單調(diào)遞增區(qū)間為；（2）

【解析】

（1）求導(dǎo)后，根據(jù)導(dǎo)函數(shù)的正負(fù)可確定所求的單調(diào)區(qū)間；

（2）求導(dǎo)后可知的正負(fù)由決定，利用導(dǎo)數(shù)可求得單調(diào)性和最值，根據(jù)在上有極值，可知，解不等式求得；分別在和兩種情況下，根據(jù)單調(diào)性確定上的極值，結(jié)合導(dǎo)數(shù)確定極值的正負(fù)，從而得到結(jié)果.

（1）當(dāng)時，，其定義域為.

，令得：，令得：，

的單調(diào)遞減區(qū)間為，單調(diào)遞增區(qū)間為.

（2），

，

令，，則.

令得：，令得：，函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增，在區(qū)間上單調(diào)遞減，

又，，，顯然.

若函數(shù)在區(qū)間上存在極值，則，解得：.

①當(dāng)，即時，一定存在，使得，

不妨設(shè)，則此時，在區(qū)間上為負(fù)，在區(qū)間上為正，在區(qū)間上為負(fù)，

在區(qū)間上為負(fù)，在區(qū)間上為正，在區(qū)間上為負(fù)，

在區(qū)間上單調(diào)遞減，在區(qū)間上單調(diào)遞增，在區(qū)間上單調(diào)遞減，

，.

當(dāng)時，函數(shù)在區(qū)間上存在兩個極值，，且.

，令，其中.

，在區(qū)間上單調(diào)遞增，

即當(dāng)時，，，

當(dāng)時，函數(shù)在區(qū)間上的極值滿足，即函數(shù)在區(qū)間上存在正的極值.

②當(dāng)，即時，一定存在，使得，使得函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增，在區(qū)間上單調(diào)遞減.

則函數(shù)在區(qū)間上的極大值是，且，

當(dāng)時，函數(shù)在上存在正的極值.

綜上所述：當(dāng)時，函數(shù)在區(qū)間上存在正的極值.