题目内容
【题目】已知函数
,
,
.
(1)若
存在极小值,求实数a的取值范围;
(2)若
,求证:
.
【答案】(1)![]()
(2)证明见解析
【解析】
(1)先求函数的导函数,通过分类讨论导数的符号情况,得出极值情况,从而可求;
(2)先把目标不等式等价转化,构造新函数,求导,判定单调性,得到最值,然后可证.
解:(1)由题意得
,令
,
则
.
∴当
时,得
,此时
单调递减,且
,
,
当
时,得
,此时
单调递增,且
,
,
∴
.
①当
,即
时,
,于是
在
上是增函数,
从而
在
上无极值.
②当
,即
时,存在
,使得
,
且当
时,
,
在
上单调递增;
当
时,
,
在
上单调递减;
当
时,
,
在
上单调递增,
故
是
在
上的极小值点.
综上,
.
(2)要证
)即等价于证明
.
①当
时,得
,
,
显然成立;
②当
时,则
,
结合已知
,可得
.
于是问题转化为证明
,
即证明
.
令
,
,
则
,
令
,
则
,
易得
在
上单调递增.
∵
,
,
∴存在
使得
,即
.
∴
在区间
上单调递减,
在区间
上单调递增,
又
,
,
∴当
时,
,
单调递减,
当
时,
,
单调递增,
∴
,
故
,问题得证.
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