题目内容
(本小题满分14分)
已知函数
,
R .
(1)讨论函数
的单调性;
(2)若函数
有两个极值点
,
, 且
, 求
的取值范围;
(3)在(2)的条件下, 证明:
.
(1)当
时, 函数
在
上单调递减, 在
上单调递增;当
时, 函数
在
上单调递增, 在
上单调递减, 在
上单调递增;当
时, 函数
在
上单调递增.(2)
;(3)证明见解析.
【解析】
试题分析:(1)先求函数
的定义域,再对函数求导,进而令导函数为零,得到方程
,对方程
是否有实数根进行讨论,即可得函数
的单调性;(2)将函数
有两个极值点
,
转化为方程
在
有两不等实根,结合(1),即可得
的取值范围;(3)先将
化简,再令
,
,进而可证
,即可得
.
试题解析:(1)解: 函数
的定义域为
,
, 1分
令
, 得
, 其判别式
,
① 当
,即
时,
,
, 此时,
在
上单调递增;
2分
② 当
, 即
时, 方程
的两根为
,
,
3分
若
, 则
, 则
时,
,
时,
,
此时,
在
上单调递减, 在
上单调递增; 4分
若
,则
, 则
时,
,
时,
,
时,
,
此时,
在
上单调递增, 在
上单调递减, 在
上单调递增. 5分
综上所述, 当
时, 函数
在
上单调递减, 在
上单调递增;
当
时, 函数
在
上单调递增, 在
上单调递减, 在
上单调递增;
当
时, 函数
在
上单调递增. 6分
(2) 解:由(1)可知, 函数
有两个极值点
,
,等价于方程
在
有
两不等实根, 故
. 7分
(3) 证明: 由(1), (2)得
,
, 且
,
. 8分
, 9分
令
,
,
则
, 10分
由于
, 则
, 故
在
上单调递减. 11分
故
. 12分
∴
. 13分
∴
. 14分
考点:1、用导数判断函数的单调性;2、参数的取值范围;3、用导数证明不等式.