(本小题满分13分)
已知,。
(Ⅰ)讨论的单调性。
(Ⅱ)当时,证明对于任意的成立。
(1)的定义域为,。
当时,时,,单调递增,时,,单调递减。
当时,。
①时,,当或时,,单调递增,当时,,单调递减。②时,,在内,,单调递增。③当时,,当或时,,单调递增,当时,,单调递减。
综上所述,当时,在内单调递增,在内单调递减;
当时,在内单调递增,在内单调递减,在内单调递增;
当时,在内单调递增;
当时,在内单调递增,在内单调递减,在内单调递增。
(2)由(1)知,时,,。则,其中,,由,可得,当且仅当时取得等号,又,设,则在上单调递减,因为,,所以,使得时,,时,,所以,,可得,当且仅当时取得等号,所以,即对于任意的成立。
本题主要考查导数在研究函数中的应用。
(1)对函数求导,对分类讨论函数的单调性;
(2)构造函数,对构造函数的两部分,分别求导讨论单调性及取值范围,则,得证。