题目内容
【题目】函数
.
(1)当
时,讨论函数
的单调性;
(2)当
时,
时,
恒成立,求正整数
的最大值.
【答案】(1)见解析
(2)![]()
【解析】
(1)对
求导,再因式分解,讨论每个因式的正负,再判断
的正负,进而判断
的单调性;(2)代入
,将不等式
中的
和
分离在不等号两边,然后讨论不等号含有
一边的函数的单调性,进而判断最值,再计算
的取值范围,由
是正整数的条件可求出
的最大值.
解:(1)函数
的定义域为
,![]()
①当
时,因为
,故有
.
此时函数
在区间
单调递减.
②当
,有
,方程
的两根分别是:
![]()
函数
在
上单调递减;
当
函数
在
上单调递增;
当
函数
在
上单调递减.
③当
时,易知
在
上单调递增,在
上单调递减.
综上所述,当
时,
在
上单调递减;
当
时,
在
上单调递减,
在
上单调递增;
当
时,
在
上单调递增,在
单调递减.
(2)当![]()
设![]()
当
时,有
,
设![]()
在
上单调递增,
又
在
上的函数图像是一条不间断的曲线,
且
,![]()
存在唯一的
,使得
,即
.
当
;
当
,
在
上单调递减,在
上单调递增,
![]()
在
上单调递减,
,![]()
时,不等式
对任意
恒成立,
正整数
的最大值是3.
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