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【题目】已知函数.

(Ⅰ)当时,求证: ,并指出等号成立的条件;

(Ⅱ)求证:对任意实数,总存在实数,有.

【答案】(Ⅰ)证明见解析;(Ⅱ)证明见解析

【解析】试题分析:

()构造新函数利用导函数研究函数的单调性可得,据此即可证得.

()原问题等价于.然后分类讨论当时和当时的情况即可证得题中的结论.

试题解析:

Ⅰ)设 .

∴当时, ,故递增;当时, ,故递减.

因此, ,即,当且仅当时等号成立.

Ⅱ)解法一存在实数,有等价于.

注意到.

∴当时, ,故上单调递增,从而成立;

时,令,得上递减,在上递增

,即时, 上递增,故成立;

,即时, 上递增,故成立;

,即时, 上递减,在上递增,

成立.

综上所述,对任意实数,总存在实数,有.

解法二:①当时, 在区间上递增,则

②当时,由(Ⅰ)可知

③当时,由(Ⅰ)可知

综上,对任意实数,总存在实数,有.

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