题目内容
【题目】已知函数
.
(Ⅰ)当
时,判断函数
的单调性;
(Ⅱ)当
时,证明:
.(
为自然对数的底数)
【答案】(1)见解析;(2)见解析
【解析】
(1)函数
的定义域为
.
.
①当
时,
.
当
时,
,函数
单调递增;
当
时,
,函数
单调递减.
②当
时,
.
当
时,
,函数
单调递增;
当
时,
,函数
单调递减;
当
时,
,函数
单调递增.
③当
时,
.
易知
恒成立,函数
在
上单调递增;
④当
时,
.
当
时,
,函数
单调递增;
当
时,
,函数
单调递减;
当
时,
,函数
单调递增.
综上,当
时,函数
在
和
上单调递增,在
上单调递减;
当
时,函数
在
上单调递增;
当
时,函数
在
和
上单调递增,在
上单调递减;
当
时,函数
在
上单调递增,在
上单调递减.
(2)当
时,不等式化为
.
记
,则
.
显然
在
上单调递增,
且
,
.
所以
在
上有唯一的零点
,且
.
所以当
时,
,函数
单调递减;当
时,
,函数
单调递增.
由
,即
,得
,
所以
,
而易知函数
在
上单调递减,
所以
,
所以
.
所以
,即
.
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