题目内容
【题目】已知函数
,且
.
(Ⅰ)求函数
的解析式;
(Ⅱ)若对任意
,都有
,求
的取值范围;
(Ⅲ)证明函数
的图象在
图象的下方.
【答案】(Ⅰ)
;(Ⅱ)
;(Ⅲ)见解析.
【解析】试题分析:(Ⅰ)求函数
的导数得
,由
求出
的值即可得到函数的解析式;(Ⅱ)
,构造函数
,则
,求函数
导数,利用导数求函数
即可;(Ⅲ)“函数
的图象在
图象的下方”等价于“
恒成立”
,由(Ⅱ)可得
即
,所以只要证
即
,构造函数
,证明在区间
上,
即可.
试题解析: (Ⅰ)易知
,所以
,又
………………1分
∴
……………………………2分
∴
.…………………………3分
(Ⅱ)若对任意的
,都有
,
即
恒成立,即:
恒成立………………4分
令
,则
,…………………………6分
当
时,
,所以
单调递增;
当
时,
,所以
单调递减;……………………8分
∴
时,
有最大值
,
∴
,即
的取值范围为
.…………………………10分
(Ⅲ)要证明函数
的图象在
图象的下方,
即证:
恒成立,
即:
………………………11分
由(Ⅱ)可得:
,所以
,
要证明
,只要证明
,即证:
………………12分
令
,则
,
当
时,
,所以
单调递增,
∴
,
即
,……………13分
所以
,从而得到
,
所以函数
的图象在
图象的下方.…………14分
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