(本小题满分13分)
已知,函数()。记为从小到大的第个()个极值点。
(Ⅰ)证明:数列是等比数列;
(Ⅱ)若对一切,恒成立,求的取值范围。
(Ⅰ),令,由,得,,。而对于,当时,若,即,则;
若,即,则。因此,在区间与上,的符号总相反。于是当,()。此时,。易知,而是常数,故数列是首项为,公比为等比数列。
(Ⅱ)对一切,恒成立,即恒成立,亦即恒成立(因为),设(),则。令得。
当是,所以在区间上单调递减;
当是,所以在区间上单调递增。
因为,且当时,,,所以。因此,恒成立,当且仅当,解得,所以的取值范围为。
本题主要考查三角函数、导数的性质。
(Ⅰ)对函数求导,令,得出的表达式,确定的值域,进而确定的表达式,由,,问题得证;
(Ⅱ)对一切,恒成立,问题转化为恒成立。设(),对求导,判断单调性,求出最小值。因此,恒成立,当且仅当,解得。