(本小题满分12分)
设,,,。
(Ⅰ)求;
(Ⅱ)证明:在内有且仅有一个零点(记为),且。
(Ⅰ)由题设,所以,则,得,,所以。
(Ⅱ)因为,,所以在内至少存在一个零点。又,所以在内单调递增,因此在内有且仅有一个零点。由于,所以,由此可得,故。所以。
本题主要考查导数在研究函数中的应用。
(Ⅰ)对求导得到,然后将代入,利用错位相减法和等比数列的求和公式即可求得;
(Ⅱ)利用零点定理和函数的单调性证明在上只有一个零点,然后由及即可求得的取值范围,从而得到。