设函数. (1)若在时有极值,求实数的值和的极大值; (2)若在定义域上是增函数,求实数的取值范围.
完整解法
(1)
1. 求导函数并由极值点列方程求出 a
的定义域为 。
对 求导得:
因为 在 处取得极值,所以 ,即:
2. 检验单调性并求极大值
当 时,
令 ,解得 ,。
当 时,, 单调递增;
当 时,, 单调递减;
当 时,, 单调递增。
因此, 在 处取得极小值,在 处取得极大值,符合题意。
极大值为:
答案
, 的极大值为
(2)
1. 将函数单调性转化为导函数非负恒成立并分离参数
的定义域为 ,若 在 上是增函数,则 在 上恒成立(且不恒为 )。
即:
因为 ,所以 ,故:
由于 ,两边同除以 ,得:
对任意 恒成立。
2. 求出最值并确定 a 的取值范围
设 ()。
由基本不等式可得:
当且仅当 时等号成立。
所以:
即 的最大值为 。
因此 。
当 时,,仅在 时 , 在 上为单调递增函数,符合题意。
综上,实数 的取值范围是 。
答案
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