题目内容

函数,其中为实常数。

(1)讨论的单调性;

(2)不等式在上恒成立,求实数的取值范围;

(3)若,设,。是否存在实常数,既使又使对一切恒成立?若存在,试找出的一个值,并证明;若不存在,说明理由.

 

(1)当时,增区间为,无减区间;当时,增区间为,减区间为;(2);(3)存在,如等,证明见详解.

【解析】

试题分析:(1)首先求导函数,然后对参数进行分类讨论的单调性;(2)根据函数的解析式可将问题转化为的最大值,再利用导数研究函数单调性来确定其最值;(3)假设存在,将问题转化为证明:及成立,然后可考虑综合法与分析法进行证明.

试题解析:(1)定义域为,

①当时,,在定义域上单增;

②当时,当时,,单增;当时,,单减.

增区间:,减区间:.

综上可知:当时,增区间,无减区间;当时,增区间:,减区间:.

(2)对任意恒成立

,令,

,在上单增,

,,故的取值范围为.

(3)存在,如等.下面证明:

及成立.

①先证,注意,

这只要证(*)即可,

容易证明对恒成立(这里证略),取即可得上式成立.

让分别代入(*)式再相加即证:,

于是.

②再证,

法一:

,

只须证,构造证明函数不等式:,

令,,

当时,在上单调递减,

又当时,恒有,即恒成立.

,取,则有,

让分别代入上式再相加即证:

,

即证.

法二:,

,

又故不等式成立.

(注意:此题也可用数学归纳法!).

考点:1、导数与单调性;2、分析法或综合法;3、分类讨论的思想;4、数列求和.

 

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