题目内容
【题目】已知函数.
(1)若,求在处的切线方程;
(2)对任意的,恒成立,求的取值范围;
(3)设,在(2)的条件下,当取最小值且时,试比较与在上的大小,并证明你的结论.
【答案】(1) ;(2) ; (3) ,证明见解析.
【解析】
(1)根据导数的几何意义求解即可.
(2)求导后分,和三种情况进行分类讨论,利用导数分析函数的单调性与最值从而求得的取值范围.
(3)由(2)有取最小值1.再根据题意构造出证明的结构,求导分析单调性证明最值的大小即可.
(1) ∵函数,
∴.故.又.
故在处的切线方程为,即
(2)∵函数,
∴,
①当时,得,则在(1,+∞)上单调递减,
又,故不成立。
②当时,由,得,
由,得,
(i)当时,得,
∴在上单调递减,在上单调递增,
要使得恒成立,则,
令,则,
∴在上单调递增,
又,∴恒成立,即无解。
(ii)当时,,在上单调递增,
由,得恒成立,
综上:.故实数的取值范围是.
(3),证明如下:
由(2)可知,此时.
,知:即证,
令,则,
由,解得,由,解得,
∴在上单调递减,在上单调递增,
∴,
令,则,
由,解得,由,解得,
∴在上单调递增,在上单调递减,
故,又,
∴.
∴.
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