题目内容
(本小题满分14分)
已知函数,,且
(Ⅰ)求函数的定义域,并证明在定义域上是奇函数;
(Ⅱ)对于恒成立,求的取值范围;
(Ⅲ)当,且时,试比较与的大小.
已知函数,,且
(Ⅰ)求函数的定义域,并证明在定义域上是奇函数;
(Ⅱ)对于恒成立,求的取值范围;
(Ⅲ)当,且时,试比较与的大小.
(Ⅰ)函数的定义域为 ,证明略
(Ⅱ)①当时,;②当时,
(Ⅲ)当时,
(Ⅱ)①当时,;②当时,
(Ⅲ)当时,
解:(Ⅰ)由,解得或,
∴ 函数的定义域为 …………………2分
当时,
∴ 在定义域上是奇函数。 …………….4分
(Ⅱ)由时,恒成立,
①当时
∴对恒成立
∴ 在恒成立 ………………………6分
设
则
∴当时,
∴ 在区间上是增函数,
∴ …………………………8分
②当时
由时,恒成立,
∴对恒成立
∴ 在恒成立 ………………………9分
设
由①可知在区间上是增函数,
∴ …………………………10分
(Ⅲ)∵
∴
当时,,=2,∴
当时,,=6,∴
当时, …………………………12分
下面证明:当时,
证法一:当时,
∴当时, …………………………14分
证法二:当时,要证明
只需要证明
(1)当时,,,成立
(2)假设,不等式成立,即
那么
∴
又因为
∴
∴时,不等式成立
综合(1)和(2),对,且不等式成立
∴当时, …………………………14分
证法三:∵时,
构造函数
∴当时,
∴在区间是减函数,
∴当时,
∴在区间是减函数,
时,
时,,即
∴当时, …………………………14分
∴ 函数的定义域为 …………………2分
当时,
∴ 在定义域上是奇函数。 …………….4分
(Ⅱ)由时,恒成立,
①当时
∴对恒成立
∴ 在恒成立 ………………………6分
设
则
∴当时,
∴ 在区间上是增函数,
∴ …………………………8分
②当时
由时,恒成立,
∴对恒成立
∴ 在恒成立 ………………………9分
设
由①可知在区间上是增函数,
∴ …………………………10分
(Ⅲ)∵
∴
当时,,=2,∴
当时,,=6,∴
当时, …………………………12分
下面证明:当时,
证法一:当时,
∴当时, …………………………14分
证法二:当时,要证明
只需要证明
(1)当时,,,成立
(2)假设,不等式成立,即
那么
∴
又因为
∴
∴时,不等式成立
综合(1)和(2),对,且不等式成立
∴当时, …………………………14分
证法三:∵时,
构造函数
∴当时,
∴在区间是减函数,
∴当时,
∴在区间是减函数,
时,
时,,即
∴当时, …………………………14分
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