题目内容
已知:在函数
的图象上,以
为切点的切线的倾斜角为
.
(Ⅰ)求
,
的值;
(Ⅱ)是否存在最小的正整数
,使得不等式
对于
恒成立?如果存在,请求出最小的正整数
;如果不存在,请说明理由;
(Ⅲ)求证:
(
,
).
【答案】
(Ⅰ)
.
(Ⅱ)存在最小的正整数
,使得不等式
对于
恒成立.
(Ⅲ)
(
,
).
【解析】
试题分析:(Ⅰ)
,依题意,得![]()
,即
,
.
2分
∵
, ∴
. 3分
(Ⅱ)令
,得
. 4分
当
时,
;
当
时,
;
当
时,
.
又
,
,
,
.
因此,当
时,
. 7分
要使得不等式
对于
恒成立,则
.
所以,存在最小的正整数
,使得不等式
对于
恒成立. 9分
(Ⅲ)方法一:![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
.
11分
又∵
,∴
,
.
∴ ![]()
![]()
![]()
.
13分
综上可得,
(
,
).
14分
方法二:由(Ⅱ)知,函数
在 [-1,
]上是增函数;在[
,
]上是减函数;在[
,1]上是增函数.
又
,
,
,
.
所以,当x∈[-1,1]时,
,即
.
∵
,
∈[-1,1],∴
,
.
∴
. 11分
又∵
,∴
,且函数
在
上是增函数.
∴
. 13分
综上可得,
(
,
).
14分
考点:本题主要考查应用导数研究函数的单调性及极值,均值定理的应用,三角函数恒等变换。
点评:难题,本题综合性较强,对复杂式子的变形能力要求较高。不等式的证明中,灵活运用不等式的性质是一个关键点。
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