题目内容
【题目】已知函数.
(1)若在
上是减函数,求实数
的最大值;
(2)若,求证:
.
【答案】(1)(2)证明见解析
【解析】
(1)根据函数单调性可将问题转化为在
上恒成立问题,通过分离变量的方式将问题转化为
,利用导数求得
的最大值,进而得到结果;
(2)将问题转化为的证明;利用
单调递增和零点存在定理可确定存在
,使得
,从而得到
;根据导函数正负可确定
单调性,进而得到
,化简后,结合基本不等式可证得结论.
由函数解析式可知,定义域为
.
(1),
在
上是减函数,
在
上恒成立,即
恒成立
令,则
,
在
上单调递增,
,
,解得:
,
的最大值为
.
(2)由(1)知:,则
,
在
上单调递增.
,当
时,
,
,此时
,
由零点存在定理可知,存在
,使得
,即
,
.
当
时,
;当
时,
,
当
时,
单调递减;当
时,
单调递增,
(当且仅当
,即
时取等号).
当
时,
.