题目内容
已知函数(其中为常数).
(Ⅰ)当时,求函数的单调区间;
(Ⅱ)当时,设函数的3个极值点为,且.证明:.
(Ⅰ)单调减区间为,;增区间为.(Ⅱ)详见解析.
解析试题分析:(Ⅰ)将代入,然后求导便可得其单调区间.
(Ⅱ)我们分以下几步来分析.
第一步、对求导得:.显然是它的一个极值点,下面我们要弄清楚应该是还是.另两个极值点便是方程的根.对这个方程,我们不可能直接解,所以接下来就利用导数研究函数.
第二步、对求导得:
∴函数在上单调递减,在上单调递增
当时,,.又,
所以在上必有一个极值点.
因为,所以,,
∴的两个零点必有一个小于(实际上比还小),而另一个大于1,
∴.
∴当时,是函数的两个零点,且.
即有.这样问题转化为在该条件下证明.那么这个不等式如何证呢?
第三步、注意到待证不等式中不含,故考虑消去,找到之间的关系式.
消去有.
令,有零点.
∴函数在上递减,在上递增,在处取得极小值.由于,所以.
因为.
所以要证明,只需证.那么这个不等式又如何证明呢?
因为函数在上递增,所以转化为证.
即证.
这个不等式,通过构造函数,再利用导数就很容易证明了.
试题解析:(Ⅰ)求导得:.
令可得.列表如下: