当时,,
不等式恒成立等价于且恒成立, 由恒成立,得恒成立, 当时,,,
, ……………………………………………12分 又当时,由恒成立,得,
因此,实数的取值范围是. …………………………………14分 方法二:(数形结合法)作出函数的图像,其图像为线段(如图), 的图像过点时,或, 要使不等式对恒成立,
必须, …………………………………12分 又当函数有意义时,, 当时,由恒成立,得,
因此,实数的取值范围是. …………………………………14分 方法三:, 的定义域是, 要使恒有意义,必须恒成立,
,,即或. ………………① …………………12分 由得, 即对恒成立, 令,的对称轴为, 则有或或
解得. ………………②
综合①、②,实数的取值范围是. …………………………………14分
【说明】本题主要考查函数导数运算法则、导数的几何意义、二次函数和分段函数的图像及其性质的运用、不等式的求解与证明等基础知识,考查分类讨论思想和数形结合思想,考查考生的计算推理能力及分析问题、解决问题的能力和创新意识. 21.(本小题满分14分)
已知数列满足:,(其中为自然对数的底数). (1)求数列的通项; (2)设,,求证:, . 解:(1),
,即. …………………………………3分 令,则,,
因此,数列是首项为,公差为的等差数列.
, …………………………………5分 . …………………………………6分 (2)(方法一)先证明当时,. 设,则, 当时,,
在上是增函数,则当时,,即.………8分 因此,当时,,, …………9分 当时,,. …………………10分 .
…………………………12分
.
………………………14分
(方法二)数学归纳法证明 (1),,当时,成立;
,, 又,,
当时,成立. ……………………………………………8分 (2)设时命题成立,即,, 当时,,
要证, 即证,
化简,即证. …………………………9分 设,则, 当时,,
在上是增函数,则当时,,即.
因此,不等式成立,即当时成立. …………………11分 当时,,
要证, 即证,
化简,即证.
根据前面的证明,不等式成立,则时成立.
由数学归纳法可知,当时,不等式,成立.……………14分
【说明】考查了数列的递推公式的处理、等差数列的通项公式、数学归纳法等知识,考查学生的构造数列和函数解决问题的意识,考查了学生变形的能力,化归与转化的思想以及创新意识.