Question

（（本小題滿分14分）

已知函數．

（1）當時，如果函數僅有一個零點，求實數的取值范圍；

（2）當時，試比較與的大小；

（3）求證：（）．

 

Answer 1

【答案】

解：（1）當時，，定義域是，

， 令，得或．  …2分

當或時，，當時，，

   函數在、上單調遞增，在上單調遞減．  ……………4分

的極大值是，極小值是．

當時，； 當時，，

當僅有一個零點時，的取值范圍是或．……………5分

  （2）當時，，定義域為．

      令，

       ，

       在上是增函數．              …………………………………7分

①當時，，即；

②當時，，即；

③當時，，即．  …………………………………9分

（3）（法一）根據（2）的結論，當時，，即．

令，則有，    ． ……………12分

，

．                ……………………………………14分

 (法二)當時，．

，，即時命題成立．   ………………………………10分

設當時，命題成立，即 ．

 時，．

根據（2）的結論，當時，，即．

令，則有，

則有，即時命題也成立．……………13分

因此，由數學歸納法可知不等式成立．                 ………………………………14分

（法三）如圖，根據定積分的定義，

得．……11分

，

．  ………………………………12分

，

又，，

．

．                …………………………………14分

 

【解析】略