(本小题满分12分)
已知函数,。
(Ⅰ)设,求的单调区间;
(Ⅱ) 设,且对于任意,,试比较与的大小。
(Ⅰ)由,,得。
(1)当时,。
(ⅰ)若,当时,恒成立,所以函数的单调递减区间是。
(ⅱ)若,当时,,函数单调递减,当时,,函数单调递增。
所以,函数的单调递减区间是,单调递增区间是。
(2)当时,令,得。
由得,。
显然,。
当时,,函数单调递减;
当时,,函数单调递增。
所以函数单调递减是,单调增区间为。
(Ⅱ)由题意,函数在处取得最小值,由(Ⅰ)知是的唯一极小值点,故,整理得,即。
令,则。
令,得。
当时,,函数为单调增函数;
当时,,函数为单调减函数。
因此。
故,又,所以,故。
本题主要考查导数在研究对数函数单调性上的应用和
(Ⅰ)对求导,再对分、两种情况进行讨论。
(Ⅱ)由题可得函数在处取得最小值,所以是的根,求出、间的大小关系。再构造一个新函数,可证得,本题即可得证。