Question

（本題滿分12分）已知函數(shù).
（Ⅰ）若函數(shù)在區(qū)間（其中）上存在極值，求實(shí)數(shù)的取值范圍；
（Ⅱ）如果當(dāng)時(shí)，不等式恒成立，求實(shí)數(shù)的取值范圍；
（Ⅲ）求證：.

Answer 1

（1）（2）（3）略

（Ⅰ）∵，則。
當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，。
∴在上單調(diào)遞增，在上單調(diào)遞減 ∴在取極大值
∵在區(qū)間（其中）上存在極值
∴   ∴即m的取值范圍為。
（Ⅱ），記
則
令，則  ∵ ∴ 
∴在上單調(diào)遞增   ∴  從而  
∴在上也單調(diào)遞增  ∴  
則k的取值范圍為。
（Ⅲ）由（Ⅱ）知恒成立，即，
令，則，
∴，，…，
疊加得：……

∴…    ∴。