(本小题满分16分)设函数,,,,为的导函数。
(1)若,,求的值;
(2)若,,且和的零点均在集合中,求的极小值;
(3)若,,,且的极大值为,求证:。
(1)若,则,
又因为,所以,
所以。
(2)若,,则,
令,则或,
,
因为函数,的零点均在集合中,
所以,所以,,
则此时,
所以在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
所以的极小值为。
(3)当,,时,
有,
①当时,,,
则在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
所以的极大值为,此时满足;
②当时,
则。
因为,,
而,
所以存在,,使得,
则的极大值为。,
因为,
所以,
所以
。
不妨令,则,
因为,所以,
则
不妨令,,
则在上恒成立,所以在上单调递减,
综上,恒成立。
本题主要考查导数在研究函数中的应用。
(1)将代入可得,再结合即可计算出。
(2)由题知,,即可得,即可得函数,的所有零点,结合因为函数,的零点均在集合中可很快试出,,代回,对其进行求导得出其单调性,再求其极小值即可。
(3)由题意可得,当时,对其进行求导,得出单调性,进而即可求得,满足;当时,可得,根据二次函数的图象与性质和零点存在定理可得,存在,,使得,则的极大值为,由可得,代入解析式可得,令,整理后得,令,对其求导后根据单调性可得,综上得证。