設(shè)函數(shù).
(1)在區(qū)間上畫出函數(shù)的圖像;
(2)設(shè)集合. 試判斷集合 之間的關(guān)系,并給出證明;
(3)當(dāng)時,求證:在區(qū)間上,的圖像位于函數(shù)圖像的
上方.
(1)見解析(2)(3)見解析
(1)

(2)方程的解分別是
由于上單調(diào)遞減,
上單調(diào)遞增,因此
.
由于.
(3)[解法一] 當(dāng)時,.     
,
. 又,
① 當(dāng),即時,取
.
, 則.
② 當(dāng),即時,取,   .
由①、②可知,當(dāng)時,,.
因此,在區(qū)間上,的圖像位于函數(shù)圖像的上方.
[解法二] 當(dāng)時,.
 得,
,解得,
在區(qū)間上,當(dāng)時,的圖像與函數(shù)的圖像只交于一點;
當(dāng)時,的圖像與函數(shù)的圖像沒有交點.
如圖可知,由于直線過點,當(dāng)時,直線是由直線
繞點逆時針方向旋轉(zhuǎn)得到. 因此,在區(qū)間上,的圖像位于函數(shù)圖像的上方.
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