(本小题满分14分)
设函数,其中。
(1)讨论的单调性。
(2)确定的所有可能取值,使得在区间内恒成立(为自然对数的底数)。
(1)(),令。当时,,所以在上均为减函数;当时,令,解得,(舍去),所以在上为减函数,在为增函数。 ......5分
(2)在区间内恒成立,即在区间内恒成立, ......9分
令,则只需要在内恒大于即可。因为,所以必须成立,因为令,所以由,得, ......12分
另外,当时,。又因为,所以,且,所以在时恒大于。所以当时,在上单调递增。所以,故在上单调递增,所以,即在上恒大于成立,所以。 ......14分
本题主要考查函数综合及导数在研究函数中的应用。
(1)对求导,得,因为函数的定义域为,所以只需验证在上的正负即可。令。再对进行分类讨论求出的单调性。
(2)构造函数,问题转化为在内恒大于时,求的取值范围,然后求导讨论函数单调性和取值范围即可。