题目内容
(本小题满分12分)
已知
,![]()
.
(1)求
的单调区间;
(2)若
时,
恒成立,求实数
的取值范围;
(3)当
时,证明:
.
(1)①
时,
在
上单调递减;
②
时,
,单调增区间为
,单调减区间为
;
③
时,
,单调增区间为
,单调减区间为
.
(2)![]()
(3)证明见解析。
解析:
(1)![]()
…………………………1分
当
,即
时,
,所以
在
上单调递减……………2分
当
,即
时,![]()
①
时,
,单调增区间为
,单调减区间为
……………3分
②
时,
,单调增区间为
,单调减区间为
………5分
综上:①
时,
在
上单调递减(只要写出以上
三种情况即得5分)
②
时,
,单调增区间为
,单调减区间为![]()
③
时,
,单调增区间为
,单调减区间为![]()
(2)
恒成立,等价于
…………………………6分
,
,![]()
在
上单调递减,
,
在
上单调递减,
所以
的最大值为
,所以
…………………………8分
(3)证法一:由(2)知当
时,
时,
恒成立
所以
时,有
…………………………10分
所以
相乘得
…………………………12分
方法二:数学归纳法
①当
时,显然成立…………………9分
②假设
(
)成立,即![]()
那么当
时,![]()
下面只需证
,![]()
设
,所以设![]()
由(2)知当
时,
时,
恒成立,
即
在
恒成立,所以![]()
综合①②命题成立…………………………………………………………12
分
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