题目内容
(本小题满分14分)已知函数,.
(Ⅰ)求函数的单调区间;(Ⅱ)若函数在[上有零点,求的最大值;(Ⅲ)证明:在其定义域内恒成立,并比较与(且)的大小.
(Ⅰ)求函数的单调区间;(Ⅱ)若函数在[上有零点,求的最大值;(Ⅲ)证明:在其定义域内恒成立,并比较与(且)的大小.
(Ⅰ)单调递增区间为,单调递减区间为 (Ⅱ) -2(Ⅲ)略
:(Ⅰ)由题知:的定义域为(0,+∞)∵
∴函数的单调递增区间为 的单调递减区间为
(Ⅱ)∵在x∈上的最小值为
且=
∴在x∈上没有零点,∴要想使函数在(n∈Z)上有零点,并考虑到在单调递增且在单调递减,故只须且即可,
易验证
,当n≤-2且n∈Z时均有,即函数在上有零点,∴n的最大值为-2.
(Ⅲ)要证明,即证只须证lnx-x+1上恒成立.令h(x)=lnx-x+1(x>0),由
则在x=1处有极大值(也是最大值)h(1)=0∴lnx-x+1上恒成立.
∴∴
=(n-1)-<(n-1)-[]
=(n-1)-(
=∴<.
∴函数的单调递增区间为 的单调递减区间为
(Ⅱ)∵在x∈上的最小值为
且=
∴在x∈上没有零点,∴要想使函数在(n∈Z)上有零点,并考虑到在单调递增且在单调递减,故只须且即可,
易验证
,当n≤-2且n∈Z时均有,即函数在上有零点,∴n的最大值为-2.
(Ⅲ)要证明,即证只须证lnx-x+1上恒成立.令h(x)=lnx-x+1(x>0),由
则在x=1处有极大值(也是最大值)h(1)=0∴lnx-x+1上恒成立.
∴∴
=(n-1)-<(n-1)-[]
=(n-1)-(
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