(本小题满分分)
设函数。
(Ⅰ)证明:在单调递减,在单调递增;
(Ⅱ)若对于任意,都有,求的取值范围。
(1)根据题意得,,注意到,于是再求导得,,由于,于是为单调递增函数,由,有在上恒小于,在上恒大于,即在单调递减,在单调递增。
(2)根据题意得,函数在区间上的最大值与最小值之差不超过,由(1)知在区间上的最小值为,于是得在区间上的最大值不超过。
由(1)知在区间上的最大值为和中较大者,因此的取值范围由确定,即,变形为,设函数,则。
即在单调递减,在单调递增,,而,即,作大致图象如下,
而要同时满足,的取值范围只能是。
本题主要考查导数的计算。
(1)二次求导,根据的符号依次判断的单调性,再根据的符号依次判断的单调性。
(2)将原题转化为函数在区间上的最大值与最小值之差不超过,由函数的最小值得到函数在区间上的最大值与最小值之差不超过,设新函数,作图求解。