Question

已知函數(shù)（其中為常數(shù)）.

(Ⅰ)當(dāng)時(shí)，求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間；

(Ⅱ)當(dāng)時(shí)，設(shè)函數(shù)的3個(gè)極值點(diǎn)為，且.證明：.

 

Answer 1

【答案】

(Ⅰ)單調(diào)減區(qū)間為,；增區(qū)間為.(Ⅱ)詳見(jiàn)解析.

【解析】

試題分析：(Ⅰ)將代入，然后求導(dǎo)便可得其單調(diào)區(qū)間.

(Ⅱ)我們分以下幾步來(lái)分析.

第一步、對(duì)求導(dǎo)得：.顯然是它的一個(gè)極值點(diǎn)，下面我們要弄清楚應(yīng)該是還是.另兩個(gè)極值點(diǎn)便是方程的根.對(duì)這個(gè)方程，我們不可能直接解，所以接下來(lái)就利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù).

第二步、對(duì)求導(dǎo)得：

∴函數(shù)在上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞增

當(dāng)時(shí)，，.又，

所以在上必有一個(gè)極值點(diǎn).

因?yàn)?img src="http://thumb2018.1010pic.com//pic6/res/gzsx/web/STSource/2014030804315653719482/SYS201403080432286152371679_DA.files/image022.png">，所以，，

∴的兩個(gè)零點(diǎn)必有一個(gè)小于（實(shí)際上比還�。�，而另一個(gè)大于1，

∴.

∴當(dāng)時(shí)，是函數(shù)的兩個(gè)零點(diǎn)，且.

即有.這樣問(wèn)題轉(zhuǎn)化為在該條件下證明.那么這個(gè)不等式如何證呢？

第三步、注意到待證不等式中不含，故考慮消去，找到之間的關(guān)系式.

消去有.

令，有零點(diǎn).

∴函數(shù)在上遞減，在上遞增，在處取得極小值.由于，所以.

因?yàn)?img src="http://thumb2018.1010pic.com//pic6/res/gzsx/web/STSource/2014030804315653719482/SYS201403080432286152371679_DA.files/image042.png">.

所以要證明，只需證.那么這個(gè)不等式又如何證明呢？

因?yàn)楹瘮?shù)在上遞增，所以轉(zhuǎn)化為證.

 即證.

這個(gè)不等式，通過(guò)構(gòu)造函數(shù)，再利用導(dǎo)數(shù)就很容易證明了.

試題解析：(Ⅰ)求導(dǎo)得：.

令可得.列表如下:

	-	-	0	+
	減	減	極小值	增

單調(diào)減區(qū)間為,;增區(qū)間為.         5分

(Ⅱ)由題，

對(duì)于函數(shù)，有

∴函數(shù)在上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞增

∵函數(shù)有3個(gè)極值點(diǎn)，

從而，所以，

當(dāng)時(shí)，，，

∴ 函數(shù)的遞增區(qū)間有和，遞減區(qū)間有，，，

此時(shí)，函數(shù)有3個(gè)極值點(diǎn)，且；

∴當(dāng)時(shí)，是函數(shù)的兩個(gè)零點(diǎn)，      9分

即有，消去有

令，有零點(diǎn)，且

∴函數(shù)在上遞減，在上遞增

要證明   

 即證

構(gòu)造函數(shù)，，所以

只需要證明單調(diào)遞減即可.而， 在上單調(diào)遞增,

∴當(dāng)時(shí)，.             14分

考點(diǎn)：1、導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用；2、不等式的證明.