题目内容
(本小题满分14分)
已知函数
.
(1)求证:函数
在
上是单调递增函数;
(2)当
时,求函数在
上的最值;
(3)函数
在
上恒有
成立,求
的取值范围.
(1) 函数
在
上是单调递增函数. (2)
的最小值为
,此时
;无最大值. (3)
的取值范围是
.
【解析】
试题分析:(1)证明函数
在
上是单调递增函数本质就是证明
在
上恒成立.
(2)当
时,令
,然后得到极值点,进而求出极值,再与
值比较从而得到f(x)的最大值与最小值.
(3) 函数
在
上恒有
成立问题应转化为
,
然后利用导数研究f(x)在区间[1,2]的极值,最值即可求出其最小值,问题得解.
(1)(法一:定义法)
任取
且
,则
.
········1分
∵![]()
,
∴
.
·······3分
∴ 函数
在
上是单调递增函数.
········4分
(法二:导数法)
当
,![]()
∴ 函数
在
上是单调递增函数.
········4分
(2) 当
时,
;
由(1)知函数
在
上是单调递增函数.
·······5分
∴
,即
·······7分
∴
的最小值为
,此时
;无最大值.
·······8分
(3) 依题意,
,即
在
上恒成立.
∵函数
在
上单调递减,∴
······11分
∴
,
又
.
∴![]()
故
的取值范围是
.
·······14分
考点:导数在研究函数单调性,极值,最值当中的应用.
点评:(1)连续可导函数在某个区间I上单调递增(减)等价于
在区间I上恒成立.
(2)在求某个区间上的最值时,应先求出极值,然后从极值与区间端点对应的函数值当中找到最大值和最小值.
(3)不等式恒成立问题一般要转化为函数最值来研究.