题目内容
【题目】
已知函数
(
),记
的导函数为
.
(1)证明:当
时,
在
上单调递增;
(2)若
在
处取得极小值,求
的取值范围;
(3)设函数
的定义域为
,区间
,若
在
上是单调函数,
则称
在
上广义单调.试证明函数
在
上广义单调.
【答案】(1) 详见解析;(2)
;(3) 详见解析.
【解析】(1)试题分析:(1)当
时,
,
所以
,即
, 所以
,
所以
在
上单调递增(2)因为
,所以
.① 当
时,
,所以函数
在
上单调递增.
若
,则
;若
,则
,
所以
的单调增区间是
,单调减区间是
,
所以
在
处取得极小值,符合题意. ② 当
时,
,所以函数
在
上单调递减.若
,则
;若
,则
,所以
的单调减区间是
,单调增区间是
,所以
在
处取得极大值,不符合题意. ③ 当
时,
,使得
,即
,但当
时,
,即
,所以函数
在
上单调递减,所以
,即函数
在
单调递减,不符合题意.(3)记
(
),
① 若
,注意到
,则
,即
. 当
时,
.所以
,函数
在
上单调递增.
② 若
,当x>1时,
<0.
所以
,函数
在
上单调递减,
试题解析:
(1)当
时,
,
所以
,即
, 所以
,
所以
在
上单调递增.
(2)因为
,所以
.
① 当
时,
,所以函数
在
上单调递增.
若
,则
;若
,则
,
所以
的单调增区间是
,单调减区间是
,
所以
在
处取得极小值,符合题意.
② 当
时,
,所以函数
在
上单调递减.
若
,则
;若
,则
,
所以
的单调减区间是
,单调增区间是
,
所以
在
处取得极大值,不符合题意.
③ 当
时,
,使得
,即
,
但当
时,
,即
,
所以函数
在
上单调递减,所以
,
即函数
在
单调递减,不符合题意.
综上所述,
的取值范围是
.
(3)记
(
),
① 若
,注意到
,则
,即
.
当
时,![]()
.
所以
,函数
在
上单调递增.
② 若
,当x>1时,
<0.
所以
,函数
在
上单调递减,
综上所述,函数
在区间
上广义单调.
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