(本小题满分14分)
设函数,为正整数,为常数,曲线在处的切线方程为。
(1)求的值;
(2)求函数的最大值;
(3)证明:。
(1)因为,由点在上,可得,即。因为,所以。又因为切线的斜率为,所以,即。故,。
(2)由(1)知,,。令,解得,即在上有唯一零点。在上,,故单调递增;在上,,单调递减。故在上的最大值为。
(3)令,。
在上,,单调递减;在上,,单调递增。故在上的最小值为,所以,。
令,得,即,所以,即。
由(2)知,,故所证不等式成立。
本题主要考查导数在研究函数中的应用。
(1)由切点坐标和切线方程可知:,求解,即可。
(2)由(1)可得:计算得到的零点,讨论在在其左右区间的正负可知:在处达最大值,求值即可。
(3)欲证,只需证,即,。故设,。证明即可。