(本小题满分14分)
设函数,为的导函数。
(Ⅰ)求的单调区间;
(Ⅱ)当时,证明;
(Ⅲ)设为函数在区间内的零点,其中,证明。
(Ⅰ)由题意得,因此当()时,
有,得,则单调递减;
当()时,有,得,则单调递增。
所以的单调递增区间为,的单调递减区间为()。
(Ⅱ)记,由题意及(Ⅰ)可知有,
从而,当时,,
故,
因此在区间上单调递减,进而。
所以当时,。
(Ⅲ)由题意得,即,
记,则,且()。
由及(Ⅰ)得。
由(Ⅱ)知,当时,,
所以在上为减函数,因此。
又由(Ⅱ)知,
故。
所以。
本题主要考导数的计算、不等式证明及导数在研究函数中的应用。
(Ⅰ)先对函数求导得到,由此即可求出的单调递增区间为,的单调递减区间为()。
(Ⅱ)先构造函数,由可得,由此可求出在区间上单调递减,进而,即当时,。
(Ⅲ)记,则,且(),由此可求出在上为减函数,所以有。又,所以。