题目内容
【题目】已知函数
.
(1)若
,求
在
处的切线方程;
(2)对任意的
,
恒成立,求
的取值范围;
(3)设
,在(2)的条件下,当
取最小值且
时,试比较
与
在
上的大小,并证明你的结论.
【答案】(1)
;(2)
; (3)
,证明见解析.
【解析】
(1)根据导数的几何意义求解即可.
(2)求导后分
,
和
三种情况进行分类讨论,利用导数分析函数的单调性与最值从而求得
的取值范围.
(3)由(2)有
取最小值1.再根据题意构造出证明
的结构,求导分析单调性证明最值的大小即可.
(1) ∵函数
,
∴
.故
.又
.
故
在
处的切线方程为
,即![]()
(2)∵函数
,
∴
,
①当
时,得
,则
在(1,+∞)上单调递减,
又
,故
不成立。
②当
时,由
,得
,
由
,得
,
(i)当
时,得
,
∴
在
上单调递减,在
上单调递增,
要使得
恒成立,则
,
令
,则
,
∴
在
上单调递增,
又
,∴
恒成立,即
无解。
(ii)当
时,
,
在
上单调递增,
由
,得
恒成立,
综上:
.故实数
的取值范围是
.
(3)
,证明如下:
由(2)可知,此时
.
![]()
,知:即证
,
令
,则
,
由
,解得
,由
,解得
,
∴
在
上单调递减,在
上单调递增,
∴
,
令
,则
,
由
,解得
,由
,解得
,
∴
在
上单调递增,在
上单调递减,
故
,又
,
∴
.
∴
.
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