已知函数
.
(Ⅰ)当
时,求
的单调区间;
(Ⅱ)若函数
在其定义域内有两个不同的极值点.
(ⅰ)求
的取值范围;
(ⅱ)设两个极值点分别为
,证明:
.
已知函数
.
(Ⅰ)当
时,求
的单调区间;
(Ⅱ)若函数
在其定义域内有两个不同的极值点.
(ⅰ)求
的取值范围;
(ⅱ)设两个极值点分别为
,证明:
.
解:(Ⅰ)当
时,
;
函数
的定义域为![]()
,![]()
当
时,
;当
时,
.
所以,
在
上单调递减;在
上单调递增. ………………4分
(Ⅱ) (ⅰ)依题意,函数
的定义域为
,![]()
所以方程
在
有两个不同根.
即,方程
在
有两个不同根.
(解法一)转化为,函数
与函数![]()
的图像在
上有两个不同交点,如图.
可见,若令过原点且切于函数
图像的直线斜率为
,
只须
. ………………6分
令切点
,所以
,又
,所以
,
解得,
,于是
,
所以
. ………………8分
(解法二)令
,从而转化为函数
有两个不同零点,
而
(
)
若
,可见
在
上恒成立,所以
在
单调增,
此时
不可能有两个不同零点. ………………5分
若
,在
时,
,在
时,
,
所以
在
上单调增,在
上单调减,
从而![]()
………………6分
又因为在
时,
,在在
时,
,于是只须:
,即
,所以
. ………………7分
综上所述,
………………8分
(ⅱ)由(i)可知
分别是方程
的两个根,
即
,
,
不妨设
,作差得,
,即
.
原不等式
等价于
令
,则
,
………………10分
设
,
,
∴函数
在
上单调递增,
∴
,
即不等式
成立,
故所证不等式
成立. ………………12分