题目内容
【题目】设函数
,其中
为正实数.
(1)若不等式
恒成立,求实数
的取值范围;
(2)当
时,证明
.
【答案】(1)
(2)见解析
【解析】
(1)讨论研究函数
的单调性,求出函数
在
上的最大值.要不等式
恒成立,只需最大值小于零,即可求出.
(2)将原不等式等价变形为
,由(1)可知
,试证
在
时恒成立,即可由不等式性质证出
.
(1)由题意得![]()
设
,则
,
①当
时,即
时,
,
所以函数
在
上单调递增,
,满足题意;
②当
时,即
时,则
的图象的对称轴![]()
因为
,
所以
在
上存在唯一实根,设为
,则当
时,
,
当
时,
,
所以
在
上单调递增,在
上单调递减,
此时
,不合题意.
综上可得,实数
的取值范围是
.
(2)
等价于![]()
因为
,所以
,所以原不等式等价于
,
由(1)知当
时,
在
上恒成立,整理得![]()
令
,则
,
所以函数
在区间
上单调递增,
所以
,即
在
上恒成立.
所以,当
时,恒有
,
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