题目内容

(本小题满分14分)设函数R,且为的极值点.

(1)当时,求的单调递减区间;

(2)若恰有两解,试求实数的取值范围;

(3)在(1)的条件下,设,证明:.

(1)单调减区间为;(2);(3)详见解析.

【解析】

试题分析:由已知求导得: ,由为的极值点,, .

(1)当时,,进而,又函数的定义域为,即可求出函数的单调见区间.(2)由,得,则 ,, ,,对a进行分类讨论即可求出结果;(3)当时,,即证:.(方法一)利用不等式放缩即可求出结果;(方法二)数学归纳法,证明即可.

试题解析:【解析】
由已知求导得: ,

为的极值点,, . 2分

(1)当时,,

进而,

函数的定义域为,

的单调减区间为. 4分

(2)由,得,则 ,,

,,

(ⅰ)当时,在递减,在递增,则的极小值为,

,,

则当时,,

又当时,, 要使恰有两解,须,即.

因此,当时,恰有两解.

(ⅱ)当时,在、递增,在递减,

则的极大值为,的极小值为.

,

当时,,此时不可能恰有两解.

(ⅲ)当时,在、递增,在递减,

则的极大值为,的极小值为.

,当时,不可能恰有两解.

(ⅳ)当时,在单调递增,不可能恰有两解.

综合可得,若恰有两解,则实数的取值范围是. 9分

(3)当时,,

即证:.

(方法一)先证明:当时,.

设, ,

当时,,则在递减,,

,,即,

,,即.

.

令,得,

则. 14分

(方法二)数学归纳法:

1.当时,左边=,右边=,

,, ,即时,命题成立.

2.设时,命题成立,即.

当时,左边=

右边=,

要证,即证,

即证,也即证.

令,即证:,(证法见方法一)

因此,由数学归纳法可得命题成立. 14分.

考点:1.导数在函数单调区间上的应用;2.导数在证明不等式中的应用.

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