题目内容
(本小题满分14分)
已知函数
,
,且
(Ⅰ)求函数的定义域,并证明
在定义域上是奇函数;
(Ⅱ)对于
恒成立,求
的取值范围;
(Ⅲ)当
,且
时,试比较
与
的大小.
已知函数
(Ⅰ)求函数的定义域,并证明
(Ⅱ)对于
(Ⅲ)当
(Ⅰ)函数的定义域为
,证明略
(Ⅱ)①当
时,
;②当
时,
(Ⅲ)当
时,
(Ⅱ)①当
(Ⅲ)当
解:(Ⅰ)由
,解得
或
,
∴ 函数的定义域为
…………………2分
当
时,

∴
在定义域上是奇函数。 …………….4分
(Ⅱ)由
时,
恒成立,
①当
时
∴
对
恒成立
∴
在
恒成立 ………………………6分
设
则

∴当
时,
∴
在区间
上是增函数,
∴
…………………………8分
②当
时
由
时,
恒成立,
∴
对
恒成立
∴
在
恒成立 ………………………9分
设
由①可知
在区间
上是增函数,
∴
…………………………10分
(Ⅲ)∵

∴
当
时,
,
=2,∴

当
时,
,
=6,∴

当
时,
…………………………12分
下面证明:当
时,

证法一:当
时,


∴当
时,
…………………………14分
证法二:当
时,要证明

只需要证明
(1)当
时,
,
,
成立
(2)假设
,不等式
成立,即
那么
∴
又因为
∴
∴
时,不等式
成立
综合(1)和(2),对
,且
不等式
成立
∴当
时,
…………………………14分
证法三:∵
时,


构造函数


∴当
时,
∴
在区间
是减函数,
∴当
时,
∴
在区间
是减函数,
时,

时,
,即

∴当
时,
…………………………14分
∴ 函数的定义域为
当
∴
(Ⅱ)由
①当
∴
∴
设
则
∴当
∴
∴
②当
由
∴
∴
设
由①可知
∴
(Ⅲ)∵
∴
当
当
当
下面证明:当
证法一:当
∴当
证法二:当
只需要证明
(1)当
(2)假设
那么
∴
又因为
∴
∴
综合(1)和(2),对
∴当
证法三:∵
构造函数
∴当
∴
∴当
∴
∴当
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