题目内容
【题目】已知函数
,
.
(Ⅰ)讨论
的单调性;
(Ⅱ)若函数
有两个零点
,求
的取值范围,并证明:
.
【答案】(Ⅰ)见解析(Ⅱ)
,见解析
【解析】
(Ⅰ)求导后,分
及
讨论即可;
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,
有两个零点
,必须有
且最小值
,即可得到
,因为
有两个零点
,不妨设
,则
,即
,要证:
,即证:
,即证:
,令
,利用导数研究函数的单调性,即可得证;
解:(Ⅰ)
,
当
时,
,
在
上单调递增;
当
时,当
时,
,
在
上单调递增;
当
时,
,
在
上单调递减.
综上可知,当
时,
在
上单调递增;
当
时,
在
上单调递增,在
上单调递减.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,
有两个零点
,
必须有
且最小值
,
∴
,∴
,
又∵当
时,
;当
时,
,
∴
,
有两个零点
,不妨设
,∴
,
此时
,
,
即
,
,
∴
,
要证:
,即证:
,
即证:
,即证:
,即证:
,
又
,∴
,
即证:
,即证:
,
令![]()
,
,当仅当
取“
”,
∴
在
上为增函数,∴
,
∴
成立,
∴
成立.
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