(本小题满分14分)
已知函数的最小值为0,其中。
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)若对任意的,有成立,求实数的最小值;
(Ⅲ)证明:()。
(Ⅰ)的定义域为。。由,得。
当变化时,,的变化情况如下表:
因此,在处取得最小值,故由题意,所以。
(Ⅱ)当时,取有,故不合题意。
当时,令,即。
,令,得,。
(1)当时,,在上恒成立,
因此在上单调递减,从而对于任意的,总有,即在上恒成立,故符合题意。
(2)当时,,对于,,故在内单调递增,
因此当取时,,即不成立。故不合题意。
综上的最小值为。
(Ⅲ)当时,不等式左边右边,所以不等式成立;
当时,
在(Ⅱ)中,取,得(),从而(,)
所以有
综上,,()。
本题考查导数的运算、利用导数研究函数的单调性、不等式等。
(Ⅰ)分析导函数性质可得在处取得最小值,由此可解出;
(Ⅱ)即求在恒成立时的最小值,需要分析导函数的性质,首先按与零的关系分为三种情况,然后时,由极值点的表达式可知还需按照与的大小关系分析最大值的情况;
(Ⅲ)当时,不等式成立;当时,,利用上一问结论,令,可得,代入上式,放缩后即得所求不等式。