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.