已知函数
(
),其中
为自然对数的底数.
(1)讨论函数
的单调性及极值;
(2)若不等式
在
内恒成立,求证:
.
已知函数
(
),其中
为自然对数的底数.
(1)讨论函数
的单调性及极值;
(2)若不等式
在
内恒成立,求证:
.
.解:(1)由题意得
.
当
,即
时,
,
在
内单调递增,没有极值.
当
,即
时,
令
,得
,
当
时,
,
单调递减;
当
时,
,
单调递增,
故当
时,
取得极小值![]()
,无极大值.
综上所述,当
时,
在
内单调递增,没有极值;
当
时,
在区间
内单调递减,在区间
内单调递增,
的极小值为
,无极大值.
(2)当
时,
成立.
当
时,由(1),知
在
内单调递增,
令
为
和
中较小的数,
所以
,且
,
则
,
.
所以![]()
,
与
恒成立矛盾,应舍去.
当
时,![]()
,
即
,
所以
.
令
,
则
.
令
,得
,
令
,得
,
故
在区间
内单调递增,
在区间
内单调递减.
故
,
即当
时,
.
所以![]()
.
所以
.
而
,
所以
.