Question

【題目】已知函數(shù)，其中.

（Ⅰ）若，求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間；

（Ⅱ）設(shè).若在上恒成立，求實(shí)數(shù)的最大值.

Answer 1

【答案】（Ⅰ）單調(diào)遞減區(qū)間為，單調(diào)遞增區(qū)間為；（Ⅱ）.

【解析】

（Ⅰ）求出函數(shù)的定義域以及導(dǎo)數(shù)，利用導(dǎo)數(shù)可求出該函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間和單調(diào)遞減區(qū)間；

（Ⅱ）由題意可知在上恒成立，分和兩種情況討論，在時，構(gòu)造函數(shù)，利用導(dǎo)數(shù)證明出在上恒成立；在時，經(jīng)過分析得出，然后構(gòu)造函數(shù)，利用導(dǎo)數(shù)證明出在上恒成立，由此得出，進(jìn)而可得出實(shí)數(shù)的最大值.

（Ⅰ）函數(shù)的定義域?yàn)?/span>.

當(dāng)時，.

令，解得（舍去），.

當(dāng)時，，所以，函數(shù)在上單調(diào)遞減；

當(dāng)時，，所以，函數(shù)在上單調(diào)遞增.

因此，函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為，單調(diào)遞增區(qū)間為；

（Ⅱ）由題意，可知在上恒成立.

（i）若，，，

，

構(gòu)造函數(shù)，，則，

，，.

又，在上恒成立.

所以，函數(shù)在上單調(diào)遞增，

當(dāng)時，在上恒成立.

（ii）若，構(gòu)造函數(shù)，.

，所以，函數(shù)在上單調(diào)遞增.

恒成立，即，，即.

由題意，知在上恒成立.

在上恒成立.

由（Ⅰ）可知，

又，當(dāng)，即時，函數(shù)在上單調(diào)遞減，

，不合題意，，即.

此時

構(gòu)造函數(shù)，.

，

，，

，

恒成立，所以，函數(shù)在上單調(diào)遞增，恒成立.

綜上，實(shí)數(shù)的最大值為