题目内容
【题目】已知函数
.
(1)若
,讨论
的单调性;
(2)若
,且对于函数
的图象上两点
,
,存在
,使得函数
的图象在
处的切线
.求证;
.
【答案】(1)见解析(2)见证明
【解析】
(1)对函数
求导,分别讨论
,
以及
,即可得出结果;
(2)根据题意,由导数几何意义得到
,将证明
转化为证明
即可,再令
,设
,用导数方法判断出
的单调性,进而可得出结论成立.
(1)解:易得,函数
的定义域为
,
,
令
,得
或
.
①当
时,
时,
,函数
单调递减;
时,
,函数
单调递增.
此时,
的减区间为
,增区间为
.
②当
时,
时,
,函数
单调递减;
或
时,
,函数
单调递增.
此时,
的减区间为
,增区间为
,
.
③当
时,
时,
,函数
单调递增;
此时,
的减区间为
.
综上,当
时,
的减区间为
,增区间为
:
当
时,
的减区间为
,增区间为
.
;
当
时,
增区间为
.
(2)证明:由题意及导数的几何意义,得![]()
![]()
![]()
由(1)中
得
.
易知,导函数
在
上为增函数,
所以,要证
,只要证
,
即
,即证
.
因为
,不妨令
,则
.
所以
,
所以
在
上为增函数,
所以
,即
,
所以
,即
,
即
.
故有
(得证).
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