(本小题满分12分)
函数。
(Ⅰ)讨论的单调性。
(Ⅱ)设,,证明:。
(Ⅰ)的定义域为,。(i)当时,若,则,在是增函数;
若,则,在是减函数;
若,则,在是增函数。
(ii)当时,,成立当且仅当,在是增函数。
(iii)当时,若,则,在是增函数;
若,则,是减函数;
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当时,在是增函数。
当时,,即()。
又由(Ⅰ)知,当时,在是减函数。
当,,即()。
下面用数学归纳法证明。
(i)当时,由已知,故结论成立;
(ii)设当时结论成立,即,
当时,,,
即当时有,结论成立。
根据(i)、(ii)知对任何结论都成立。
本题主要考查导数在研究函数中的应用和数学归纳法。
(Ⅰ)求导后,可知导数的零点与的取值范围有关,因此对的取值范围进行讨论,得到结果;
(Ⅱ)对进行数学归纳法,关键在于使用(Ⅰ)中的结论。