Question

已知函數(shù)
(Ⅰ)設(shè)，求的單調(diào)區(qū)間;
(Ⅱ) 設(shè)，且對于任意，.試比較與的大小.

Answer 1

(Ⅰ) 單調(diào)遞減區(qū)間是，單調(diào)遞增區(qū)間是 
(Ⅱ)

(Ⅰ)由得
（1）當時，
(i)若，當時，恒成立，
所以函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間是.
(ii)若，當時，，函數(shù)單調(diào)遞減，
當時，，函數(shù)單調(diào)遞增.
所以的單調(diào)遞減區(qū)間是，單調(diào)遞增區(qū)間是
（2）當時，令得，
由得
顯然
當時，，函數(shù)單調(diào)遞減；
當時，，函數(shù)單調(diào)遞增.
所以函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間是，
單調(diào)遞增區(qū)間是.
(Ⅱ)由題意知函數(shù)在處取得最小值，
由（I）知是的唯一極小值點，
故，整理得，
令則
由得
當時，，單調(diào)遞增；
當時，，單調(diào)遞減.
因此
故，即
即
【考點定位】本題考查導數(shù)法研究函數(shù)的單調(diào)性和相關(guān)函數(shù)值的大小比較，考查分類討論思想、推理論證能力和運算求解能力.函數(shù)的單調(diào)區(qū)間判斷必然通過導數(shù)方法來解決，伴隨而來的是關(guān)于的分類討論.比較與的大小時要根據(jù)已知條件和第一問的知識儲備，構(gòu)造新的函數(shù)利用單調(diào)性直接運算函數(shù)值得到結(jié)論.本題具備導數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性的特征，必然按照程序化運行，即求導、關(guān)于參數(shù)分類討論、確定單調(diào)區(qū)間等步驟進行.而第二問則是在第一問的基礎(chǔ)上進一步挖掘解題素材，如隱含條件的發(fā)現(xiàn)、新函數(shù)的構(gòu)造等，都為解決問題提供了有力支持.