已知函数,函数且若函数在区间上不具有单调性,求实数的取值范围; (2)若 ①求实数的值; ②设时,试比较,,的大小。
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完整解法
(1)
1. 确定二次函数的对称轴
二次函数 的图象是开口向上的抛物线,其对称轴为直线 。
2. 根据区间不单调性建立不等式
若函数 在闭区间 上不具有单调性,则该区间的端点必须分布在对称轴 的两侧,且区间必须存在,即对称轴 在区间 的内部。
因此,。
3. 解不等式求出 $m$ 的范围
由 解得 。
所以,实数 的取值范围是 (或写成 )。
答案
m > \frac{1}{2}
(2)①
1. 求出 $f(1)$ 和 $g(1)$ 的表达式
由题意,将 代入函数解析式中得:
2. 建立方程并求解 $a$
因为 ,所以 ,解得 。
经检验,当 时,满足对数底数 且 的条件,符合题意。
答案
a = 2
(2)②
1. 代入 $a=2$ 写出 $t_1, t_2, t_3$ 的解析式
由第①问可知 ,代入解析式得:
2. 分析各变量在区间 $x \in (0,1)$ 的取值范围并比较大小
当 时:
- 对于 ,因为 ,所以 ,即 ;
- 对于 ,由于底数 为单调递增函数,当 时,,即 ;
- 对于 ,由于底数 为单调递增函数,当 时,,即 ,因而 。
综上所述,可得 ,即 。
答案
t_{2} < t_{1} < t_{3}
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