(本小题满分13分)设函数

,其中

为正整数.
(Ⅰ)判断函数

的单调性,并就

的情形证明你的结论;
(Ⅱ)证明:

;
(Ⅲ)对于任意给定的正整数

,求函数

的最大值和最小值.
(Ⅰ)函数

在

上单调递增(Ⅱ)略 (Ⅲ)

的最大值为

,最小值为

.
:(1)

在

上均为单调递增的函数. 1分
对于函数

,设

,则


,


,

函数

在

上单调递增. 3分
(2)

原式左边


.… 5分
又

原式右边

.

. 6分
(3)当

时,函数

在

上单调递增,

的最大值为

,最小值为

.
当

时,

,

函数

的最大、最小值均为1.
当

时,函数

在

上为单调递增.

的最大值为

,最小值为

.
当

时,函数

在

上单调递减,

的最大值为

,最小值为

. … 9分
下面讨论正整数

的情形:
当

为奇数时,对任意

且


,
以及

,

,从而

.

在

上为单调递增,则

的最大值为

,最小值为

. …… 11分
当

为偶数时,一方面有

.
另一方面,由于对任意正整数

,有

,

.

函数

的最大值为

,最小值为

.
综上所述,当

为奇数时,函数

的最大值为

,最小值为

.
当

为偶数时,函数

的最大值为

,最小值为

. …… 13分
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_____________。
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___
_______.
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