题目
函数,. (Ⅰ)讨论的极值点的个数; (Ⅱ)若对于,总有.(i)求实数的范围; (ii)求证:对于,不等式成立.
答案:解: (Ⅰ)解法一:由题意得, 令 (1)当,即时,对恒成立 即对恒成立,此时没有极值点;…………2分 (2)当,即 ①时,设方程两个不同实根为,不妨设 则,故 ∴时;在时 故是函数的两个极值点. ②时,设方程两个不同实根为, 则,故 ∴时,;故函数没有极值点. ……………………………4分 综上,当时,函数有两个极值点; 当时,函数没有极值点. ………………………………………5分 解法二:, …………………………………………1分 , ①当,即时,对恒成立,在单调增,没有极值点; ……………………………………………………………3分 ②当,即时,方程有两个不等正数解, 不妨设,则当时,增;时,减;时,增,所以分别为极大值点和极小值点,有两个极值点. 综上所述,当时,没有极值点; 当时,有两个极值点. ………………………………5分 (Ⅱ)(i), 由,即对于恒成立,设, , ,时,减,时,增, ,. ……………………………………9分 (ii)由(i)知,当时有,即:,……①当且仅当时取等号, ……………………………10分 以下证明:,设,, 当时减,时增, ,,……②当且仅当时取等号; 由于①②等号不同时成立,故有.……………………………12分