Question

【題目】設(shè)函數(shù)．

（Ⅰ）證明：當(dāng)時，；

（Ⅱ）設(shè)當(dāng)時，，求實(shí)數(shù)的取值范圍．

Answer 1

【答案】（Ⅰ）見解析；（Ⅱ）

【解析】

試題（Ⅰ）在證明不等式時一般可以通過等價(jià)變形將要證明的不等式簡化，本題中注意到時，，于是有，即令只需證明即可；（Ⅱ）由時，恒成立，故.

設(shè)，，．

設(shè)，，則.當(dāng)，即時，，時，，，故.所以單調(diào)遞增，，故單調(diào)遞增，恒成立，符合題意.當(dāng)，即時，存在，時，，單調(diào)遞減，，與恒成立矛盾.

試題解析：（Ⅰ）證明：注意到時，，

于是有，即.

令，．，令，得．

當(dāng)變化時，的變化情況如下表：

可見在上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞增，所以當(dāng)時，

，故當(dāng)時，，即，從而，且當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立．

（Ⅱ）解：由時，恒成立，故.

設(shè)，，

則．

設(shè)，，

則.

當(dāng)，即時，，時，，，故.

所以單調(diào)遞增，，故單調(diào)遞增，恒成立，符合題意.

當(dāng)，即時，存在，時，，單調(diào)遞減，，與恒成立矛盾.

綜合上述得實(shí)數(shù)的取值范圍是．