题目内容
【题目】已知函数, .
(Ⅰ)若和在有相同的单调区间,求的取值范围;
(Ⅱ)令(),若在定义域内有两个不同的极值点.
(i)求的取值范围;
(ii)设两个极值点分别为, ,证明: .
【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)(i)(ii)详见解析
【解析】【试题分析】(1)借助题设条件,运用导数与函数的单调性之间的关系分析求解;(2)先依据题设条件将问题进行等价转化,再运用导数知识分析求解:
(Ⅰ).函数的定义域为, ,
当时, ;当时, .
所以在上单调递减,在上单调递增.
若在上单调递减,在上单调递增,
则.
(Ⅱ)(i)依题意,函数的定义域为, ,
所以方程在有两个不同根.
即方程在有两个不同根,
转化为,函数与函数的图象在有两个不同交点,如图.
可见,若令过原点且切于函数图象的直线斜率为,
只需.
令切点,所以,又,所以,
解得,于是,所以.
(ii)由(i)可知, 分别是方程的两个根,
即, ,不妨设,作差得,即,
原不等式等价于,即,即,
令,则, ,即,
设, , ,
∴函数在上单调递增,∴,即不等式成立,
故所证不等式成立.
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