题目内容
【题目】已知函数
.
(1)若
,求函数
的单调区间;
(2)若
,则当
时,函数
的图象是否总在直线
上方?请写出判断过程.
【答案】(1)见解析.
(2)见解析.
【解析】
(1)求出函数的导数,通过讨论m的范围,求出函数的单调区间即可;
(2)令g(x)=x,讨论m的范围,根据函数的单调性求出g(x)的最大值和f(x)的最小值,结合函数恒成立分别判断即可证明结论.
(1)函数定义域为
,
.
①当
,即
时,
,此时
在
上单调递增;
②当
,即
,
时,
,此时
单调递增,
时,
,此时
单调递减,
时,
,此时
单调递增.
③当
,即
时,
,
,此时
单调递增,
时,
,此时
单调递减,
时,
,此时
单调递增.
综上所述,①当
时,
在
上单调递增,
②当
时,
在
和
上单调递增,
在
上单调递减,
③当
时,
在
和
上单调递增,
在
上单调递减.
(2)当
时,由(1)知
在
上单调递增,在
上单调递减.
令
.
①当
时,
,所以函数
图象在
图象上方.
②当
时,函数
单调递减,所以其最小值为
,
最大值为
,所以下面判断
与
的大小,即判断
与
的大小,
其中
,
令
,
令
,则
,
因
,所以
,
单调递增;
所以
,
故存在
,
使得
,
所以
在
上单调递减,在
单调递增,
所以
,
所以
时,
,
即
,也即
,
所以函数
的图象总在直线
上方.
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