Question

已知函數(shù),().
(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間；
(2)求證:當(dāng)時(shí),對(duì)于任意,總有成立．

Answer 1

（1）當(dāng)時(shí),的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為,；當(dāng)時(shí),的單調(diào)遞增區(qū)間為,,單調(diào)遞減區(qū)間為；（2）詳見解析.

試題分析：（1）對(duì)于含參數(shù)的函數(shù)的單調(diào)區(qū)間，只需在定義域內(nèi)考慮導(dǎo)函數(shù)符號(hào)，同時(shí)要注意分類討論標(biāo)準(zhǔn)的確定.先求，分母恒正，只需考慮分子二次函數(shù)的符號(hào)，所以討論開口方向即可；（2）由于是獨(dú)立的兩個(gè)變量，故分別代表，的任意兩個(gè)函數(shù)值，要使得恒成立，只需證明，分別利用導(dǎo)數(shù)求其最大值和最小值，從而得證，該題入手，可能很多同學(xué)困惑于這兩個(gè)變量的處理，從而造成了解題障礙.
試題解析：(Ⅰ)函數(shù)的定義域?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824031929552295.png" style="vertical-align:middle;" />,. 
當(dāng)時(shí), 
當(dāng)變化時(shí),,的變化情況如下表:

		0		0
	↘		↗		↘

當(dāng)時(shí), 
當(dāng)變化時(shí),,的變化情況如下表:

		0		0
	↗		↘		↗

綜上所述,
當(dāng)時(shí),的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為,; 
當(dāng)時(shí),的單調(diào)遞增區(qū)間為,,單調(diào)遞減區(qū)間為. 
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知,當(dāng)時(shí), 在上單調(diào)遞增,;在上單調(diào)遞減,且. 所以時(shí),. 因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824031928991645.png" style="vertical-align:middle;" />,所以,令,得. 
①當(dāng)時(shí),由,得;由,得, 所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減. 所以. 
因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408240319306291121.png" style="vertical-align:middle;" />, 所以對(duì)于任意,總有. 
②當(dāng)時(shí),在上恒成立, 所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,. 
所以對(duì)于任意,仍有，綜上所述,對(duì)于任意,總有