题目内容
已知函数![]()
![]()
.
(I)求函数
的单调区间;
(Ⅱ)若
,对
都有
成立,求实数
的取值范围;
(Ⅲ)证明:
(
且
).
(I)当
时,
单调递增区间为(0,+∞).当m>0时,
单调递增区间为(0,
),单调递减区间为(
,+∞). (Ⅱ)实数
的取值范围为
.(Ⅲ)详见解析.
解析试题分析:(I)应用导数研究函数的单调性.遵循“求导数,令导数大(小)于0,解不等式,求单调区间”.
(Ⅱ)将问题转化成“对![]()
![]()
都有
”,
通过求
,得到函数
在[2,2
]上是增函数,
求得
=g(2)=2-
,利用2-![]()
![]()
,及
得到实数
的取值范围为
.
(Ⅲ)通过构造函数
,利用(I)确定
的单调性得到
,(当
时取“=”号),利用“错位相减法”求得S=![]()
证得
(
).
试题解析:(I)
1分
当
时
,
在(0,+∞)单调递增. 2分
当m>0时,由
得
由
得![]()
![]()
由
得
>
4分
综上所述:当
时,
单调递增区间为(0,+∞).
当m>0时,
单调递增区间为(0,
),单调递减区间为(
,+∞). 5分
(Ⅱ)若m=
,
,对
都有
成立等价于对![]()
![]()
都有
6分
由(I)知在[2,2
]上
的最大值
=
7分![]()
函数
在[2,2
]上是增函数,
=g(2)=2-
, 9分
由2-![]()
![]()
,得
,又因为
,∴
∈![]()
所以实数
的取值范围为
. 10分
(Ⅲ)证明:
令m=
,则![]()
由(I)知f(x)在(0,1)单调递增,(1,+∞)单调递减,![]()
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