题目内容

已知,,

(1)若对内的一切实数,不等式恒成立,求实数的取值范围;

(2)当时,求最大的正整数,使得对(是自然对数的底数)内的任意个实数都有成立;

(3)求证:.

 

【答案】

(1). (2)的最大值为.

(3)证明(法一):先得到时,,即.

令,得,   

化简得,

.

(法二)数学归纳法:

【解析】

试题分析:(1)由得,

,要使不等式恒成立,必须恒成立.   

设,,

,当时,,则是增函数,

,是增函数,,.

因此,实数的取值范围是.                     5分

(2)当时,,

,在上是增函数,在上的最大值为.

要对内的任意个实数都有

成立,必须使得不等式左边的最大值小于或等于右边的最小值,

当时不等式左边取得最大值,时不等式右边取得最小值.

,解得.

因此,的最大值为.                              9分

(3)证明(法一):当时,根据(1)的推导有,时,,

即.                            10分

令,得,   

化简得,                  13分

.          14分

(法二)数学归纳法:当时,左边=,右边=,

根据(1)的推导有,时,,即.

令,得,即. 因此,时不等式成立.        10分

(另解:,,,即.)

假设当时不等式成立,即,

则当时,

,

要证时命题成立,即证,

即证. 在不等式中,令,得           

.  时命题也成立.     13分

根据数学归纳法,可得不等式对一切成立.   14分

考点:本题主要考查应用导数研究函数的单调性及极值,不等式的证明。

点评:难题,本题属于导数应用中的基本问题,像涉及恒成立问题,往往通过研究函数的最值达到解题目的。证明不等式问题,往往通过构造新函数,研究其单调性及最值,而达到目的。本题(II)解法较多,涉及复杂式子变形,学生往往失去耐心而失分。

 

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