三、解答题
(21)(本小题满分14分)
设函数
(
),其中
.
(Ⅰ)当
时,求曲线
在点
处的切线方程;
(Ⅱ)当
时,求函数
的极大值和极小值;
(Ⅲ)当
时,证明存在
,使得不等式
对
任意的
恒成立.
本小题主要考查运用导数研究函数的性质、曲线的切线方程,函数的极值、解不等式
等基础知识,考查综合分析和解决问题的能力及分类讨论的思想方法.满分14分.
(Ⅰ)解:当
时,
,得
,且
,
.
所以,曲线
在点
处的切线方程是
,整理得
.
(Ⅱ)解:![]()
.
令
,解得
或
.
由于
,以下分两种情况讨论.
(1)若
,当
变化时,
的正负如下表:
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因此,函数
在
处取得极小值
,且
;
函数
在
处取得极大值
,且
.
(2)若
,当
变化时,
的正负如下表:
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因此,函数
在
处取得极小值
,且
;
函数
在
处取得极大值
,且
.
(Ⅲ)证明:由
,得
,当
时,
,
.
由(Ⅱ)知,
在
上是减函数,要使
,![]()
只要![]()
即
①
设
,则函数
在
上的最大值为
.
要使①式恒成立,必须
,即
或
.
所以,在区间
上存在
,使得
对任意的
恒成立.
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