Ωραίο Θέμα με αρκετά λεπτά σημεία .
α) H συνάρτηση

, είναι παραγωγίσιμη για κάθε

με

Άρα για

είναι

και για

είναι

. Επομένως λόγω μονοτονίας , αν οι

είναι ομόσημοι , θα ισχύει

, οπότε δεν μπορεί να ισχύει το θεώρημα Rolle.
Αναγκαστικά , λοιπόν, θα είναι

H συνάρτηση είναι συνεχής σε καθένα από τα
![\displaystyle [a,0),(0,b] \displaystyle [a,0),(0,b]](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/b3bf43a31412795c51532774088f3c71.png)
ως σύνθεση συνεχών και παραγωγίσιμη σε καθένα από τα

ως σύνθεση παραγωγίσιμων συναρτήσεων με

Ακόμα

οπότε

και επειδή είναι συνεχής στο

έχουμε κατανάγκην ότι

Για την παράγωγο στο

, έχουμε ότι

και

. Άρα

Επειδή ισχύει

για κάθε

, παίρνοντας ως

το

,
θα έχουμε

(αναγκαία συνθήκη για το θεώρημα Rolle )
και επίσης
β) Από το (α) προκύπτει ότι

, μόνο για

. Επομένως

.
γ) Για

, η εφαπτομένη είναι η

Για

η εφαπτομένη στο τυχαίο σημείο

είναι η
κι αφού διέρχεται από το

έχουμε ότι

, αφού

.
Λόγω συμμετρίας (αφού είναι άρτια από το (α) ) και η εφαπτόμενη στο

, θα διέρχεται από την αρχή των αξόνων .
Τελικά , για

οι εφαπτόμενες διέρχονται από την αρχή των αξόνων .
δ) Για

έχουμε ότι

. Είδαμε όμως ότι

μόνο για

. Επομένως

.
Επειδή η

είναι γνησίως αύξουσα και ισχύει

πρέπει η

να είναι γνησίως αύξουσα ,
διαφορετικά καταλήγουμε σε άτοπο .
Άρα το σύνολο τιμών της

, δηλαδή το

.
Άρα η

πρέπει να παίρνει μόνο θετικές τιμές για

.
Έχουμε διαδοχικά για
και επειδή

, είναι

για

και βέβαια
