(本题满分12分)
设函数。
(Ⅰ)求的单调区间;
(Ⅱ)若,为整数,且当时,,求的最大值。
(Ⅰ)的定义域为 ,对 求导得。
若 ,则 ,所以在单调递增;
若 ,则当时, ,当 时,,所以,在 单调递减,在 单调递增。
(Ⅱ)由于 ,所以 。
故当时,等价于
令,则 。
由(Ⅰ)知,函数 在 单调递增。而 , ,所以 在存在唯一的零点,即 在存在唯一的零点。
设此零点为 ,则。当 时, ;当 时,。所以在的最小值为 。
又由 ,可得 ,所以 。
由于式等价于,故整数的最大值为。
本题主要考查函数、导数运算、导数在研究函数性质中的应用以及综合分析能力。
(Ⅰ)欲求解的单调区间,可先对求导数。因为导数中含有参数,所以需要根据和分类讨论,分别求解出对应的单调区间。
(Ⅱ)代入可得恒成立,可等价为恒成立。令,则只需满足即可,即需要求出的最小值。通过对求导,利用(Ⅰ)中结果可求出的唯一零点在区间中,进而最小值在中,故的最大值为2。