已知函數
,其中
.
(Ⅰ)求函數
的單調區(qū)間;
(Ⅱ)若函數
在
上有且只有一個零點,求實數
的取值范圍.
解:函數定義域為
, 且![]()
①當
,即
時,令
,得
,函數
的單調遞減區(qū)間為
,
令
,得
,函數
的單調遞增區(qū)間為
.
②當
,即
時,令
,得
或
,
函數
的單調遞增區(qū)間為
,
.
令
,得
,函數
的單調遞減區(qū)間為
.
③當
,即
時,
恒成立,函數
的單調遞增區(qū)間為
. …7分
(Ⅱ)①當
時,由(Ⅰ)可知,函數
的單調遞減區(qū)間為
,
在
單調遞增.
所以
在
上的最小值為
,
由于
,
要使
在
上有且只有一個零點,
需滿足
或
解得
或
.
②當
時,由(Ⅰ)可知,
(ⅰ)當
時,函數
在
上單調遞增;
且
,所以
在
上有且只有一個零點.
(ⅱ)當
時,函數
在
上單調遞減,在
上單調遞增;
又因為
,所以當
時,總有
.
因為
,
所以
.
所以在區(qū)間
內必有零點.又因為
在
內單調遞增,
從而當
時,
在
上有且只有一個零點.
綜上所述,
或
或
時,
在
上有且只有一個零點.
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