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已知函数,其中为自然对数的底数.

1)若函数在区间上是单调函数,试求的取值范围;

2)若函数在区间上恰有3个零点,且,求的取值范围.

 

答案:
(1);(2). 【解析】 (1)求出,再求恒成立,以及恒成立时,的取值范围; (2)由已知,在区间内恰有一个零点,转化为在区间内恰有两个零点,由(1)的结论对分类讨论,根据单调性,结合零点存在性定理,即可求出结论. (1)由题意得,则, 当函数在区间上单调递增时, 在区间上恒成立. ∴(其中),解得. 当函数在区间上单调递减时, 在区间上恒成立, ∴(其中),解得. 综上所述,实数的取值范围是. (2). 由,知在区间内恰有一个零点, 设该零点为,则在区间内不单调. ∴在区间内存在零点, 同理在区间内存在零点. ∴在区间内恰有两个零点. 由(1)易知,当时,在区间上单调递增, 故在区间内至多有一个零点,不合题意. 当时,在区间上单调递减, 故在区间内至多有一个零点,不合题意, ∴.令,得, ∴函数在区间上单凋递减, 在区间上单调递增. 记的两个零点为, ∴,必有. 由,得. ∴ 又∵, ∴. 综上所述,实数的取值范围为.
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