Question

【題目】設(shè)，函數(shù).

（1）求的單調(diào)遞增區(qū)間；

（2）設(shè)，問是否存在極值，若存在，請求出極值，若不存在，請說明理由；

（3）設(shè)是函數(shù)圖象上任意不同的兩點，線段的中點為，直線的斜率為，證明：.

Answer 1

【答案】（1）當(dāng)時， 的單調(diào)遞增區(qū)間為；當(dāng)時， 的單調(diào)遞增區(qū)間為

（2）時， 無極值； ， 有極大值，無極小值.（3）見解析.

【解析】試題分析：

本題考查導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)中的應(yīng)用以及不等式的證明。（1）求導(dǎo)后根據(jù)導(dǎo)函數(shù)的符號判斷求解。（2）由題意得，求導(dǎo)數(shù)后根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性求極值即可。（3）由題意要證，即證，即證，即證，令， ，故只需證，構(gòu)造函數(shù)根據(jù)單調(diào)性證明即可。

試題解析：

（1）解：函數(shù)的定義域為上，

由題意得。

①當(dāng)時，則恒成立， 上單調(diào)遞增。

②當(dāng)時，由，得，

∴的單調(diào)遞增區(qū)間為。

綜上可得，當(dāng)時， 的單調(diào)遞增區(qū)間為；當(dāng)時， 的單調(diào)遞增區(qū)間為

（2）由題意得，

∴

當(dāng)時，恒有， 在單調(diào)遞增，故無極值；

當(dāng)時，令，得

當(dāng)， ， 單調(diào)遞增；

當(dāng)， ， 單調(diào)遞減.

∴當(dāng)時， 有極大值，且極大值為，無極小值。

綜上所述，當(dāng)時， 無極值；當(dāng)， 有極大值，無極小值.

（3）證明：由題意得

又，

∴。

要證，即證，

設(shè)，

即證，

即證

設(shè)，只需證

即證，

設(shè)，

則

∴在上單調(diào)遞增，

因此，

∴。

∴成立.