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第 14 讲:拓展七:极值点偏移问题
目录
类型一:不含参数的极值点偏移问题.................................................1
类型二:含参数的极值点偏移问题.....................................................9
类型三:与对数均值不等式有关的极值点偏移问题.........................18
类型四:与指数均值不等式有关的极值点偏移问题.........................24
高频考点类型
类型一:不含参数的极值点偏移问题
典型例题
1.(23-24高三上·北京房山·期中)已知函数
(1)求函数 单调区间;
(2)设函数 ,若 是函数 的两个零点,
①求 的取值范围;
②求证: .
【答案】(1)单调递增区间为 ;单调递减区间为
(2)① ;②证明见解析
【分析】(1)求导后,根据 正负即可得到 的单调区间;
(2)①将问题转化为 与 在 上有两个不同的交点,采用数形结合的方式可
求得结果;
②由①可得 ,设 ,利用导数可求得
,进而得到 ,即 ,根据 的范围和 单调性可得结论.
【详解】(1) 定义域为 , ,
当 时, ;当 时, ;
的单调递增区间为 ;单调递减区间为 .
(2)①若 是 的两个不同零点,则 与 在 上有两个不同交点;
由(1)知: ,又 ,
在 的图象如下图所示,
由图象可知: , ,即 的取值范围为 .
②不妨设 ,由①知: ,
, ,
在 上单调递增,在 上单调递减;
设 ,则
,
在 上单调递减, , ,
又 , ,又 , ;
, , 在 上单调递增,
,则 .
【点睛】方法点睛:处理极值点偏移问题中的类似于 ( )的问题的基
本步骤如下:
①求导确定 的单调性,得到 的范围;
②构造函数 ,求导后可得 恒正或恒负;③得到 与 的大小关系后,将 置换为 ;
④根据 与 所处的范围,结合 的单调性,可得到 与 的大小关系,由此证得结
论.
2.(23-24高三上·山东临沂·开学考试)已知函数 .
(1)证明: .
(2)若函数 ,若存在 使 ,证明: .
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)构造 ,求导后判断函数最大值,得到
,即 得证;
(2)根据题意判断 , ,将原题转化为证明 ,构造函数
后求导证明即可.
【详解】(1)令 , , ,
令 ,解得: ;令 ,解得: ,
∴ 在 递增,在 递减,则 ,
∴ 恒成立,即 .
(2)∵ , ,∴ ,
令 ,解得: ;令 ,解得: ;
∴ 在 递增,在 递减.
又∵ , , , ,且 , .
要证 ,即证 .
∵ ,∴ ,又∵ ,∴只证 即可.
令 , ,
恒成立,
∴ 在 单调递增.
又∵ ,∴ ,∴ ,
即 ,∴ .
【点睛】极值点偏移的题目常用的手法就是对称构造,本题可先判断 ,
,再转化为证明 ,根据 的单调性可以将其转化为证明 ,构造
函数后利用导数证明不等式即可.
3.(23-24高三下·广东深圳·阶段练习)已知函数
(1)若对任意的 ,都有 恒成立,求实数 的取值范围;
(2)设 是两个不相等的实数,且 .求证:
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)先判断 不成立,当 时,求出函数的导数,结合最值可得参数的取
值范围;
(2)设 ,可得 恒成立,从而可证不等式.
【详解】(1)当 时, ,
因为 ,所以 ,即 ,不符合题意;
当 时, ,
当 时, ,当 时, ,
所以 在 上单调递增,在 上单调递减.所以 .
由 恒成立可知 ,所以 .
又因为 ,所以 的取值范围为 .
(2)因为 ,所以 ,即 .
令 ,由题意可知,存在不相等的两个实数 , ,使得 .
由(1)可知 在区间 上单调递增,在区间 上单调递减.
不妨设 ,则 .
设 ,
则 ,
所以 在 上单调递增,
所以 ,即 在区间 上恒成立.
因为 ,所以 .
因为 ,所以 .
又因为 , ,且 在区间 上单调递增,
所以 ,即 .
【点睛】思路点睛:不等式恒成立问题,可转化函数的最值问题,而极值点偏移问题,通
过可构建新函数,并利用原函数的单调性进行转化.
练透核心考点
1.(23-24·河南平顶山·模拟预测)已知函数 有两个零点.
(1)求a的取值范围;
(2)设 是 的两个零点,证明: .
【答案】(1) ;
(2)证明见解析.
【分析】(1)等价于 有两个零点,设 ,求出函数的最
小值利用零点存在性定理分析即得解;
(2)不妨设 ,等价于证明 ,再利用极值点偏移的方法证明.
【详解】(1)解:由 ,得 ,设 ,则 , ,
因为 ,所以当 时, ,当 时, ,
所以 在 上单调递减,在 上单调递增.
又因为 ,所以 ,
,
,
所以a的取值范围是 .
(2)证明:不妨设 ,
由(1)知 ,则 , , ,
又 在 上单调递增,
所以 等价于 ,即 .
设 ,
则 .
设 ,则 ,
设 ,则 ,当 时, , 单调递减,
当 时, , 单调递增,又因为 , , ,
所以存在 ,使得 ,当 时, ,即 ,
当 时, ,即 ,
所以 在 上单调递减,在 上单调递增.
又因为 , ,
所以当 时, ,当 时, ,
所以当 时, , 单调递减,
因为 ,所以 ,所以 ,即原命题得证.
【点睛】关键点睛:解答本题的关键是掌握极值点偏移的解题方法,对于这些典型题型,
学生要理解并灵活掌握.
2.(23-24高三上·广东清远·期末)已知函数 .
(1)讨论 的零点个数.
(2)若 有两个不同的零点 ,证明: .
【答案】(1)答案见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)先通过求导得到函数的单调区间,再运用数形结合思想分类讨论即可求解;
(2)将问题转化为研究函数的单调性后再求解即可.
【详解】(1)因为 ,所以1不是 的零点.
当 ,可变形为 ,
令 ,则 的零点个数即直线 与 图象的交点个数.
因为 , ,得 ,又 ,
所以 在 上单调递减,在 上单调递增.
因为 ,且当 时, ,
所以当 时, 没有零点;
当 时, 有一个零点;
当 时, 有两个零点.
(2)证明:由(1)知,当 时, 有两个零点.
设 ,则 ,
由 得 ,
所以 ,即 .
令 ,则 ,
易得 在 上单调递减,在 上单调递增.
要证 ,即证 .
因为 ,且 在 上单调递增,所以只需证 .
因为 ,所以即证 .令
,
则 ,
所以 在 上单调递减.
因为 ,所以 .
因为 ,所以 ,故 .
3.(23-24高三·全国·专题练习)已知函数 ,其中 为常数,且
.
(1)当 时,若 在 , 上的最大值为1,求实数 的值;
(2)若 ,且函数 有两个不相等的零点 , ,证明: .
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由题知 ,进而分 , , , 四种
情况讨论求解即可得答案;
(2)根据题意,不妨设 ,则 , ,再构造函数
,结合函数的单调性证明即可.
【详解】(1)解:(1)函数 的定义域为 ,
①当 ,即 时,函数 在 , 上单调递增,其最大值为
,不符合题意;
②当 ,即 时,函数 在 , , 上单调递增,在 单调递
减,
, ,所以 ,不符合题意;
③当 ,即 时,函数 在 , ,在 , 单调递减,其最大值为
,不符合题意;
④当 ,即 时,函数 在 , , 上单调递增,在 , 单调递减,
, ,所以 ,符合题意;
综上所述,实数 的值为 ;
(2)证明: ,
令 ,得 ,
当 时,函数 在 , 递减,在 单调递增,
函数 有两个不相等的零点 , ,
不妨设 ,则 , ,
构造函数 , ,则 ,
,
在 单调递减, ,
, 恒成立.
, 恒成立.
即 ,
, ,且函数 在 单调递增,
, .
【点睛】本题考查利用导数研究函数的的最值,极值点偏移问题,考查运算求解能力,逻
辑推理能力,分类讨论思想等,是难题.本题第一问解题的关键在于求导得
,进而分类讨论求解;第二问解题的关键在于结合函数的性质得
, ,进而构造函数 , ,结合函数的单调性
求解.
类型二:含参数的极值点偏移问题
典型例题
1.(23-24高二下·四川南充·期末)设函数 .
(1)当 时,讨论函数 的单调性;(2)设 ,记 ,当 时,若方程
有两个不相等的实根 ,求证: .
【答案】(1)答案见解析;
(2)证明见解析.
【分析】(1)求导后转化为含参的函数,讨论单调性的实质就是解含参的不等式,借助分
子函数的图像,完成讨论.
(2)本问题为极值点偏移问题,可转换为单变量的不等式证明,构造函数利用导数证明即
可.
【详解】(1) 的定义域为 ,
.
令 ,则得到导函数的两个零点, 或 ,由于分母为正,
故我们只关注分子函数 ,其为二次函数,借助其图像,
以两个零点的大小关系为分类标准得到如下:
①当 时,即 时,当 时, , 单调递减,
当 时, , 单调递增;
②当 时,即 时, 恒成立,即 恒成立,故 在 上单调递
增;
综上所述,当 时, 的单减区间为 ,单增区间为 ;
当 时, 只有单增区间 ;
(2)由题可知, ,
设 是方程 的两个不等实根,不妨设为 ,
则 ,两式相减整理得到
,从而得到 ,
要证 ,故只需要证明 ,
由于 ,
转化为 ,即 ,即 ,
令 ,则上述式子转化为
设 ,则 ,
当且仅当 时等号成立,故 在 上单调递增,故有 ,
故 得证,
即 .
2.(2023·辽宁丹东·模拟预测)已知函数 .
(1)若 ,证明: ;
(2)若 有两个不同的零点 ,求a的取值范围,并证明: .
【答案】(1)证明见详解;
(2)证明见详解.
【分析】(1)令 ,利用导数分析其单调性求出最大值即可证明;
(2)令 ,通过求导分析单调性,结合 的单调性从而证明结结
论.
【详解】(1)当 时, ,定义域为
令 ,则
当 时, ;当 时, ;
所以函数 在 上单调递增,在 上单调递减,
故 ,所以 ,得 ;
(2)因为 有两个不同的零点 ,则 在定义域内不单调;
由
当 时, 在 恒成立,则 在 上单调递减,不符合题意;
当 时,在 上有 ,在 上有 ,
所以 在 上单调递增,在 上单调递减.不妨设
令则
当 时, ,则 在 上单调递增
所以
故 ,因为
所以 ,又 ,
则 ,又 在 上单调递减,
所以 ,则 .
3.(2024·全国·模拟预测)已知函数 .
(1)求 的单调区间;
(2)若 有两个零点 , ,且 ,求证: .
【答案】(1)答案见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)先求出函数 的导数,然后分类讨论 的取值情况,从而可求解.
(2)结合(1)中结论可知 ,从而求出 , ,然后设
并构造函数 ,然后利用导数求解 ,然后再构造函数
证明 ,从而求解.
【详解】(1)因为函数 的定义域是 , ,
当 时, ,所以 在 上单调递减;
当 时,令 ,解得 ,
当 时, , 单调递增;当 时, , 单调递
减.
综上所述,当 时, 的减区间为 ,无增区间;
当 时, 的增区间为 ,减区间为 .
(2)因为 是函 的两个零点,由(1)知 ,
因为 ,设 ,则 ,当 , ,当 , ,
所以 在 上单调递增,在 上单调递减, .
又因为 ,且 ,
所以 , .
首先证明: .
由题意,得 ,设 ,则
两式相除,得 .
要证 ,只要证 ,即证 .
只要证 ,即证 .
设 , .
因为 ,所以 在 上单调递增.
所以 ,即证得 ①.
其次证明: .设 , .
因为 ,所以 在 上单调递减.
所以 ,
即 .
所以 ②.
由①②可证得 .
【点睛】导数是研究函数的单调性、极值(最值)最有效的工具,而函数是高中数学中重要
的知识点,对导数的应用的考查主要从以下几个角度进行:
(1)考查导数的几何意义,往往与解析几何、微积分相联系.
(2)利用导数求函数的单调区间,判断单调性;已知单调性,求参数.
(3)利用导数求函数的最值(极值),解决生活中的优化问题.
(4)利用导数研究函数的零点问题.
练透核心考点
1.(23-24高二下·吉林长春·期末)已知函数 , .(
为自然对数的底数)(1)当 时,求函数 的极大值;
(2)已知 , ,且满足 ,求证: .
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)运用导数研究 的单调性,进而求得其最大值.
(2)同构函数 ,转化为 ,结合换元法 ,分别讨
论 与 ,当 时运用不等式性质即可证得结果,当 时运用极值点偏
移即可证得结果.
【详解】(1)当 时, ,定义域为 ,
则 , , ,
所以 在 上单调递增,在 上单调递减,
故 的极大值为 ;
(2)由题意知, ,由 可得 ,
所以 ,令 ,
由(1)可知, 在 上单调递增,在 上单调递减,则 ,
令 , ,又 , ,所以 , ,则 ,
①若 ,则 ,即 ,所以 ;
②若 ,设 ,且满足 ,如图所示,
则 ,所以 ,下证: .
令 , ,则 ,
所以 在 上单调递增,所以 ,
所以 ,即 ,
又因为 ,所以 , , ,
所以 ,即 ,
又因为 ,所以 ,即 .
由①②可知, 得证.
【点睛】方法点睛:极值点偏移问题的一般题设形式:
1.若函数 存在两个零点 且 ,求证: ( 为函数 的极值
点);
2.若函数 中存在 且 满足 ,求证: ( 为函数
的极值点);
3.若函数 存在两个零点 且 ,令 ,求证: ;
4.若函数 中存在 且 满足 ,令 ,求证: .
2.(23-24高二上·福建福州·期末)已知函数 ( ).
(1)试讨论函数 的单调性;
(2)若函数 有两个零点 , ( ),求证: .
【答案】(1)当 时, 在区间 上单调递增;
当 时, 在区间 上单调递增,在区间 上单调递减.
(2)证明见解析
【分析】(1)求导后,根据 的不同取值范围,对 的符号进行讨论即可;
(2)由已知及(1)中单调性,可知 , 且 ,故只需证明 ,再借
助不等式性质和放缩,即可证出 .
【详解】(1)由已知, 的定义域为 , ,
①当 时, , 恒成立,∴此时 在区间 上单调递增;
②当 时,令 ,解得 ,
当 时, , 在区间 上单调递增,
当 时, , 在区间 上单调递减,
综上所述,当 时, 在区间 上单调递增;
当 时, 在区间 上单调递增,在区间 上单调递减.
(2)若函数 有两个零点 , ( ),
则由(1)知, , 在区间 上单调递增,在区间 上单调递减,
且 , , ,
当 时, ,当 时, ,(*)
∵ ,∴ ,∴ ,
又∵ ,∴ ,
∴只需证明 ,即有 .
下面证明 ,
设
, ,
设 ,则 ,
令 ,解得 ,
当 时, , 在区间 单调递减,
当 时, , 在区间 单调递增,∴ , 在区间 上单调递增,
又∵ ,∴ ,
即 ,
∴由(*)知, ,∴ ,即 .
又∵ , ,
∴ ,原命题得证.
【点睛】本题第(2)问为极值点偏移的变式,首先需要通过 和 ,确认只需证
,再通过构造关于其中一个零点的一元差函数,利用导数研究该函数的单调
性,证出 ,最后使用不等式性质和放缩得到 .
3.(23-24高三上·山西·阶段练习)已知函数 .
(1)讨论 的单调性;
(2)若 有两个零点 ,证明: .
【答案】(1)答案见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)函数求导,分类讨论通过判断导函数符号,确定函数单调性.
(2)对 分类讨论,求得 有两个零点时 的范围,及 的范围,构造函数 ,
研究在 上的单调性,可得 ,又 ,及 的单调
性可得结论.
【详解】(1)函数 的定义域为 ,
时, 恒成立,所以 在 上单调递减;
时,令 得 ,
当 时, ;当 时, ,所以 在 上单调递减,在 上单调递增.
(2)证明: 时,由(1)知 至多有一个零点.
时,由(1)知当 时, 取得最小值,最小值为 .
①当 时,由于 ,故 只有一个零点;
②当 时, 即 ,故 没有零点;
③当 时, 即 ,
又 ,
由(1)知 在 上有一个零点.
又 ,
由(1)知 在 有一个零点,
所以 在 上有两个零点, 的取值范围为
不妨设 ,则 ,且 ,
令
,
则 ,
由于(且仅当 等号成立 ,
所以当 时, 在 单调递减,又 ,
所以 ,即 ,
又 ,所以 ,
又由于 ,且 在 上单调递增,
所以 即 .
【点睛】极值点偏移问题是根据极值点的偏移情况,即极值点两侧函数增长速度的差异构
造关于其中一个极值点的一元差函数(或比函数),然后通过探究该函数的单调性解决问
题。
类型三:与对数均值不等式有关的极值点偏移问题
典型例题
1.(23-24高三上·辽宁大连·阶段练习)已知函数 .
(1)当 时,试比较 与 的大小;
(2)若斜率为 的直线与 的图象交于不同两点 , ,线段 的中点
的横坐标为 ,证明: .
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)利用作差得 ,通过构造函数
,证明当 时,函数 小于0恒成立,即可比
较 与 的大小;(2)通过题干条件求出 和 ,利用分析法得出只需证 成立,通过构
造函数 ,通过求导结合函数的单调性证明式子成立.
【详解】(1)因为 ,
所以 ,
,
所以 ,
令 , ,
所以 ,
又因为 ,所以 ,所以 在区间 上单调递减,
所以 ,
所以 ,即 .
(2)因为斜率为 的直线与 的图象交于不同两点 , ,
所以 ,
,
所以 ,
因为 ,
所以 ,所以 ,
要证 ,即证 ,
又因为线段 的中点的横坐标为 ,所以 ,即证 ,不妨设 ,上式可整理为 ,即 ,
令 ,则 ,所以上式即为 ,
令 ,则 ,
因为 ,所以 ,所以函数 在区间 上单调递增,
所以 ,即 ,
故 得证.
【点睛】关键点睛:题干中涉及到含两个变量的不等式时,都是要把双变量问题转化成一
元变量问题求解,途径都是构造一元函数.
2.(23-24高二下·上海浦东新·期末)已知 ,函数 .
(1)若 ,求曲线 在 处的切线方程;
(2)若 有零点,求实数 的取值范围;
(3)若 有两个相异零点 ,求证: .
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)根据导数几何意义得切线斜率为 ,再根据点斜式求切线方程;
(2)对 分 三种情况讨论得解;
(3)利用分析法证不等式,要证 ,只要证 ,根据零点解得
,化简欲证不等式,再令 ,构造关于t的函数,利用导数法求得范围证
不等式.
【详解】(1)函数 的定义域为 , ,
当 时, ,则切线方程为 ,
即切线方程为 .
(2)①若 时,则 , 是区间 上的增函数,因为 , ,
所以 ,则函数 在区间 有唯一零点;
②若 , 有唯一零点 ;
③若 ,令 ,得 ,
在区间 上, ,函数 是增函数;
在区间 上, ,函数 是减函数;
故在区间 上, 的极大值为 ,
由于 有零点,须使 ,解得 ,
故所求实数 的取值范围是 .
综上,所求实数 的取值范围是 .
(3)要证 ,两边同时取自然对数得 .
由 得 ,得 .
所以原命题等价于证明 .
不妨取 ,故只需证 ,即 .
令 ,则 ,设 ( ),只需证 .
而 ,故 在 单调递增,所以 .
综上得 .
【点睛】关键点点睛:解答本题的难点在第3小问,解答有两个关键,其一是要会利用分
析法等价转化命题;其二是能够利用代换化双变量问题为单变量问题解答.
练透核心考点1.(2023·安徽六安·模拟预测)已知函数 为函数 的导函数.
(1)讨论函数 的单调性;
(2)已知函数 ,存在 ,证明: .
【答案】(1)函数 在区间 上单调递减,在区间 上单调递增
(2)证明见解析
【分析】(1)运用导数研究函数单调性即可.
(2)由 可得 ,结合(1)可得
,联立两者可得 ,运用比值代换法,设 ,转
化为求证 , 即可证明.
【详解】(1) 的定义域为 , ,
令 ,则 ,
所以函数 在 单调递增,
又因为 ,
所以 , ,
即: , ,
所以函数 在区间 上单调递减,在区间 上单调递增.
(2)由(1),得 ,
又 ,即 ,
所以 .
不妨设 ,所以 .
由(1)得当 ,函数 单调递增,所以 ,
故 ,
所以 ,
所以 ,故 .
下证 .
即证: ,设 ,
则 ,
所以函数 在区间 上单调递增,
所以 ,
故 ,即 ,
所以 ,即 ,
所以 ,得证.
【点睛】方法点睛:极值点偏移问题
(1)(对称化构造法)构造辅助函数:对结论 型,构造函数
;对结论 型,构造函数 ,通过研究
的单调性获得不等式.
(2)(比值代换法)通过代数变形将所证的双变量不等式通过代换 化为单变量的函数不等
式,利用函数单调性证明.
2.(2023·河南·模拟预测)已知函数 ,其中 为自然对数的底数.
(1)当 时,求 的单调区间;
(2)若函数 有两个零点 ,证明: .
【答案】(1)单调递增区间为 ,单调递减区间为
(2)证明见解析
【分析】(1)将 代入后得 ,对其求导,利用导数与函数的单调性
即可得解;
(2)由题意得 ,从而利用分析法将 变形为 ,构造函数 ,利用导数证得 ,由此得证.
【详解】(1)当 时, 的定义域为 ,
则 ,
因为 ,则 ,所以 ,
当 时, ,则 单调递增;当 时, ,则 单调递减;
所以 的单调递增区间为 ,单调递减区间为 .
(2)若函数 有两个零点,则 ,
即 ,两式相减,可得 ,两式相加得 ,
要证 ,只要证 ,即证 ,即证 ,
只须证 ,即证 ,即证 ,
令 ,则由 得 ,故须证 ,
令 ,则 ,
当 时, ,所以 在 上单调递增,
所以当 时, ,即 成立,
故原不等式 成立.
【点睛】方法点睛:导函数中常用的两种常用的转化方法:
一是利用导数研究含参函数的单调性,常化为不等式恒成立问题.注意分类讨论与数形结
合思想的应用;
二是函数的零点、不等式证明常转化为函数的单调性、极(最)值问题处理.
类型四:与指数均值不等式有关的极值点偏移问题
典型例题1.(23-24高三下·重庆渝中·阶段练习)已知函数 .
(1)若 ,求函数 的极值;
(2)若 , ,且满足 ,求证: .
【答案】(1)极小值为 ,无极大值.
(2)证明见解析
【分析】(1)求出函数的导函数,即可求出函数的单调区间,从而求出函数的极值;
(2)依题意可得 ,则 ,先证明 ,构造函数利用导
数即可证明,则 ,再构造函数 ,利用导数说明函数的单调
性,即可证明.
【详解】(1)当 时 ,则 ,
当 时 ,当 时 ,
所以 在 上单调递减,在 上单调递增,
所以 在 处取得极小值为 ,无极大值.
(2)证明:当 时 ,依题意可得 ,显然 ,
先证明 ,令 ,则 ,
所以当 时 , 单调递增,所以 ,
当 时 , 单调递减,所以 ,
所以 ,
又依题意 ,
令 ,则 ,
所以当 时 ,所以 在 上单调递减,
所以 ,也即 ,
当 时利用 在 上单调递减可知 ,
当 时也有 ,所以 ,则 ,综上可得 .
【点睛】方法点睛:导函数中常用的两种常用的转化方法:一是利用导数研究含参函数的
单调性,常化为不等式恒成立问题.注意分类讨论与数形结合思想的应用;二是函数的零
点、不等式证明常转化为函数的单调性、极(最)值问题处理.
练透核心考点
1.(23-24高三上·江苏南通·期中)已知 , 是函数 在区间
上的极值点.
(1)若函数 的图象过点 ,求 ;
(2)求证: 在区间 上存在两个零点 ,且 .
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)求导,求出函数 的极值点满足的等式,再加上函数
的图象过点 得到的等式,联立求出 ;
(2)求导,可得一个零点为0,另一个零点所在范围,再利用 的单调性,判断出
,进而可通过单调性去掉 得到答案.
【详解】(1) ,
令 ,
时, ,
在 上单调递增,
∵ , ,
∴存在唯一的 使 ,
且当 时, , 单调递减;
当 时, , 单调递增;
∴ 为 的极小值点且 ,则 ,
∵ 过 ,
∴ ,
,
,
∴ , ,
;
(2)当 时, , 在 上单调递增,
由(1)知存在唯一的 使 ,
∴ 在 上单调递减; 上单调递增,
∵ , , ,
∴ 在 上有两个零点,不妨设一个零点为 ,另一个零点
∴ 且 , 在 上单调递增,
,
(利用 放缩)
∴ ,即 命题得证!
证明: ,
设 , ,
则 ,即 在 上单调递增,
,
即 ;
证明: ,
设 ,
则 ,即 在 上单调递增,,
即 .
【点睛】方法点睛:1:当一次求导不能解决问题的时候,可以再求一次导;
2:针对不等式的证明,有时候可以利用不等式 , 来帮助进行证明.