Question

（本小題滿分14分）
已知函數(shù)．
（Ⅰ）若曲線在點處的切線與直線垂直，求實數(shù)的值；
（Ⅱ）討論函數(shù)的單調(diào)性；
（Ⅲ）當時，記函數(shù)的最小值為，求證：．

Answer 1

（1）或；（2）函數(shù)在上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞增.（3）見解析.

第一問中因為曲線在點處的切線與直線垂直，則說明了函數(shù)在x=1處的導數(shù)值為-2，利用導數(shù)的運算可參數(shù)a的值。即由，所以，
解得或. 
第二問中因為，
則單調(diào)性的判定就取決于導數(shù)的正負的解集。那么因為二次項系數(shù)的正負不定，所以分類兩大類討論即可。
第三問中，
由（Ⅱ）知，當時，函數(shù)的最小值為，
且
構造函數(shù)借助于導數(shù)求解最值得到不等式的證明。
解：（I）的定義域為.
.
根據(jù)題意，有，所以，
解得或.                                       ……3分
（II）.
（1）當時，因為，
由得，解得；
由得，解得.
所以函數(shù)在上單調(diào)遞增，在上單調(diào)遞減.
（2）當時，因為，
由得，解得；
由得，解得.
所以函數(shù)在上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞增.         ……9分
（III）由（Ⅱ）知，當時，函數(shù)的最小值為，
且.
，
令，得.
當變化時，，的變化情況如下表：

	＋	0	－
		極大值

是在上的唯一極值點，且是極大值點，從而也是的最大值點.
所以
.
所以，當時，成立.                    ……14分