Question

已知函數
（1）討論函數的單調性；
（2）若時，關于的方程有唯一解，求的值；
（3）當時，證明: 對一切，都有成立．

Answer 1

詳見解析

解析試題分析：（1）首先利用導數公式求出,然后討論是奇數還是偶數，化簡函數，然后再定義域內求導數大于0或是導數小于0的解集，確定單調區間；
（2）將唯一解問題轉化為在定義域內和x軸有唯一交點問題，求在定義域內，導數為0的值有一個，分析函數是先減后增，所以如果有一個交點，那么函數在定義域內的極小值等于0，即可；
（3）轉化為左邊函數的最小值大于有邊函數的最大值，要對兩邊函數求導，利用導數求函數的最值.
試題解析：解：（1）由已知得x＞0且．
當k是奇數時，，則f(x)在(0,+)上是增函數;
當k是偶數時，則．
所以當x時，，當x時，．
故當k是偶數時，f (x)在上是減函數，在上是增函數．    4分
（2）若，則．
記 ,
若方程f(x)=2ax有唯一解，即g(x)=0有唯一解；   令,得．因為，所以（舍去），． 當時，，在是單調遞減函數；
當時，，在上是單調遞增函數．
當x=x₂時, ，．   因為有唯一解，所以．
則 即  設函數，
因為在x>0時，h (x)是增函數，所以h (x) = 0至多有一解．
因為h (1) = 0，所以方程(*)的解為x ₂ = 1，從而解得    10分
另解:即有唯一解,所以:,令,則,設，顯然是增函數且，所以當時，當時，于是時有唯一的最小值，所以，綜上：．
（3）當時， 問題等價證明
由導數可求的最小值是，當且僅當時取到，
設，則，
易得，當且僅當 時取到，
從而對一切