(本小题满分14分)
已知函数,其中。
(1)设是的导函数,讨论的单调性;
(2)证明:存在,使得恒成立,且在区间内有唯一解。
(Ⅰ)由已知,函数的定义域为,,所以。当时,,单调递减;当时,,单调递增。
(Ⅱ)由,解得。令,则,。于是,存在,使得。令,其中()。由知,函数在区间上单调递增。故,即。当时,有,。再由(Ⅰ)知,在区间上单调递增,当时,,从而;当时,,从而。又当时,,故时,。
综上所述,存在,使得恒成立,且在区间内有唯一解。
本题主要考查导数在研究函数中的应用。
(Ⅰ)求出的解析式,然后对求导,讨论与的大小关系即可得到的单调性;
(Ⅱ)令求得,将此代入构造,再利用零点存在定理及导函数与原函数单调性的关系,即可得证结论成立。