题目内容
【题目】
已知函数(),记的导函数为.
(1)证明:当时,在上单调递增;
(2)若在处取得极小值,求的取值范围;
(3)设函数的定义域为,区间,若在上是单调函数,
则称在上广义单调.试证明函数在上广义单调.
【答案】(1) 详见解析;(2) ;(3) 详见解析.
【解析】(1)试题分析:(1)当时,,
所以,即, 所以,
所以在上单调递增(2)因为,所以.① 当时,,所以函数在上单调递增.
若,则;若,则,
所以的单调增区间是,单调减区间是,
所以在处取得极小值,符合题意. ② 当时,,所以函数在上单调递减.若,则;若,则,所以的单调减区间是,单调增区间是,所以在处取得极大值,不符合题意. ③ 当时,,使得,即,但当时,,即,所以函数在上单调递减,所以,即函数在单调递减,不符合题意.(3)记(),
① 若,注意到,则,即. 当时,.所以,函数在上单调递增.
② 若,当x>1时,<0.
所以,函数在上单调递减,
试题解析:
(1)当时,,
所以,即, 所以,
所以在上单调递增.
(2)因为,所以.
① 当时,,所以函数在上单调递增.
若,则;若,则,
所以的单调增区间是,单调减区间是,
所以在处取得极小值,符合题意.
② 当时,,所以函数在上单调递减.
若,则;若,则,
所以的单调减区间是,单调增区间是,
所以在处取得极大值,不符合题意.
③ 当时,,使得,即,
但当时,,即,
所以函数在上单调递减,所以,
即函数在单调递减,不符合题意.
综上所述,的取值范围是.
(3)记(),
① 若,注意到,则,即.
当时,
.
所以,函数在上单调递增.
② 若,当x>1时,<0.
所以,函数在上单调递减,
综上所述,函数在区间上广义单调.
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