2017年高考数学天津--理19<-->返回列表
(本小题满分14分)
设,已知定义在上的函数在区间内有一个零点,为的导函数。
(Ⅰ)求的单调区间;
(Ⅱ)设,函数,求证:;
(Ⅲ)求证:存在大于的常数,使得对于任意的正整数,,且,满足。
(Ⅰ)由,可得,进而可得。令,解得,或。
当变化时,,的变化情况如下表:
所以,的单调递增区间是,,单调递减区间是。
(Ⅱ)证明:由,得,。
令函数,则。由(Ⅰ)知,当时,,故当时,,单调递减;当时,,单调递增。因此,当时,,可得,即。
令函数,则。由(Ⅰ)知,在上单调递增,故当时,,单调递增;当时,,单调递减。因此,当时,,可得,即。
所以,。
(Ⅲ)证明:对于任意的正整数,,且,令,函数。由(Ⅱ)知,当时,在区间内有零点;当时,在区间内有零点。所以在内至少有一个零点,不妨设为,则。
由(Ⅰ)知,在上单调递增,故,于是。
因为当时,,故在上单调递增,所以在区间上除外没有其他的零点,而,故。又,,均为整数,所以是正整数,从而。所以。所以,只要取,就有。
本题主要考查导数的计算和导数在研究函数中的应用。
(Ⅰ)先求函数的导函数和的导函数,根据的正负求出的单调区间即可;
(Ⅱ)先由得到和,再设函数和,根据导函数的正负判断函数单调性,从而证明,,即,,所以;
(Ⅲ)令,由(Ⅱ)的结论可知在内至少有一个零点,设为,则。由(Ⅰ)知在上单调递增,故,所以,根据函数单调性分析可知在区间上除外没有其他的零点,故。因为,所以,所以只要取,就有。
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