(本小题满分14分)
已知函数。
(1)设函数,求的单调区间与极值;
(2)设,解关于的方程;
(3)试比较与的大小。
(1)由知, 。
令,得当时,;当时,。
故当时,单调递减;当时,单调递增;所以是其极小值点,且极小值为。
(2)因为,故原方程可化为
即 等价于
故画出函数图象后,由方程与函数的思想讨论得:
①当时,原方程有一解;
②当时,原方程有两解;
③当时,原方程有一解;
④当或时,原方程无解。
(3)由已知得,
设数列的前项和为,且 ,从而有,
当时, ,
又
则对任意的,有,
又因为,所以,故。
本题主要考查函数的单调性以及导数的几何意义在函数中的应用。
(1)要求函数的单调区间,只需对求导即可判断其单调区间,根据导数的零点可代入求得的极值点;
(2)根据已知条件和所给方程代入可化为只含的方程,再进行求解即可,此处要注意题目中的隐含条件,的取值范围;
(3)先求出所求表达式的一般形式再根据已知形式进行分析即可,此处需要注意对这以特殊情况进行讨论。