(本小题满分13分)
已知函数,,其中是自然对数的底数。
(Ⅰ)求曲线在点处的切线方程;
(Ⅱ)令(),讨论的单调性并判断有无极值,有极值时求出极值。
(Ⅰ)已知,所以,,,所以切线方程为:,即。
(Ⅱ)因为,所以。令,则恒成立,所以为单调递增函数,令,解得,所以在上,,在上,。
(i)当时,,当时,,单调递减,当时,,单调递增,所以当时,取到极小值,极小值是。
(ii)当时,,由得,。
①当时,,当时,,,单调递增;当时,,,单调递减;当时,,,单调递增;所以,当时,取到极大值。极大值为,当时,取到极小值,极小值是。
②当时,,所以当时,,函数在上单调递增,无极值。
③当时,,所以当时,,,单调递增;当时,,,单调递减;当时,,,单调递增。所以当时,取到极大值,极大值为;当时,取到极小值,极小值是。
综上所述:
当时,在上单调递减,在上单调递增,函数有极小值,极小值是;
当时,函数在和上单调递增,在上单调递减,函数有极大值,也有极小值。极大值是,极小值是;
当时,函数在上单调递增,无极值;
当时,函数在和上单调递增,在上单调递减,函数有极大值,也有极小值。极大值是,极小值是。
本题主要考查导数在研究函数中的应用。
(Ⅰ)根据分别求出,,然后代入公式即可。
(Ⅱ)根据已知写出,再求出,然后将进行分类讨论,得出的正负性,即可得的单调性及其极值。