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专题18 恒成立问题——最值分析法
【热点聚焦与扩展】
不等式恒成立问题常见处理方法:① 分离参数恒成立(可)或恒成立(即可);② 数形结合(图象在 上方即可);③ 最值法:讨论最值或恒成立;④ 讨论参数. 最值法求解恒成立问题是三种方法中最为复杂的一种,但往往会用在解决导数综合题目中的恒成立问题.此方法考查学生对所给函数的性质的了解,以及对含参问题分类讨论的基本功.是函数与导数中的难点问题,下面通过典型例题总结此类问题的解法----最值分析法.
1、最值法的特点:
(1)构造函数时往往将参数与自变量放在不等号的一侧,整体视为一个函数,其函数含参
(2)参数往往会出现在导函数中,进而参数不同的取值会对原函数的单调性产生影响——可能经历分类讨论
2、理论基础:设的定义域为
(1)若,均有(其中为常数),则
(2)若,均有(其中为常数),则
3、技巧与方法:
(1)最值法解决恒成立问题会导致所构造的函数中有参数,进而不易分析函数的单调区间,所以在使用最值法之前可先做好以下准备工作:
① 观察函数的零点是否便于猜出(注意边界点的值)
② 缩小参数与自变量的范围:
通过代入一些特殊值能否缩小所求参数的讨论范围(便于单调性分析)
观察在定义域中是否包含一个恒成立的区间(即无论参数取何值,不等式均成立),缩小自变量的取值范围
(2)首先要明确导函数对原函数的作用:即导函数的符号决定原函数的单调性.如果所构造的函数,其导数结构比较复杂不易分析出单调性,则可把需要判断符号的式子拿出来构造一个新函数,再想办法解决其符号.
(3)在考虑函数最值时,除了依靠单调性,也可根据最值点的出处,即“只有边界点与极值点才是最值点的候选点”,所以有的讨论点就集中在“极值点”是否落在定义域内.
【经典例题】
例1.(2019·全国高考真题(文))已知函数f(x)=2sinx-xcosx-x,f′(x)为f(x)的导数.
(1)证明:f′(x)在区间(0,π)存在唯一零点;
(2)若x∈[0,π]时,f(x)≥ax,求a的取值范围.
例2.(2019·湖北高三月考(文))已知函数f(x)=ex+1-alnax+a(a>0).
(1)当a=1时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(2)若关于x的不等式f(x)>0恒成立,求实数a的取值范围.
例3.(2019·湖北高考模拟(文))已知函数
(1)若直线为的切线,求的值.
(2)若,恒成立,求的取值范围.
例4.(2019·安徽高考模拟(理))已知函数(为自然对数的底数)
(Ⅰ)试讨论函数的导函数的极值;
(Ⅱ)若(为自然对数的底数),恒成立,求实数的取值范围.
例5.已知函数,曲线在点处的切线方程为.其中为自然对数的底数
(1)求的值
(2)如果当时,恒成立,求实数的取值范围
例6.设函数(其中),,已知它们在处有相同的切线.
(1)求函数,的解析式;
(2)若对恒成立,求实数的取值范围.
例7.(浙江高考题)设函数
(1)若为的极值点,求实数
(2)求实数的取值范围,使得对任意的,恒有成立.注:为自然对数的底数
例8.(2018届湖南省永州市三模)已知,
.
(1)若对任意的实数,恒有,求实数的取值范围;
(2)当时,求证:方程恒有两解.
例9.(2018届内蒙古鄂伦春自治旗二模(420模拟))已知函数的图象在与轴的交点处的切线方程为.
(1)求的解析式;
(2)若对恒成立,求的取值范围.
例10.(2018届湖南省益阳市高三4月调研)已知函数(,为自然对数的底数).
(1)讨论函数的单调区间;
(2)当时,恒成立,求实数的最小值.
【精选精练】
1.(2019·广东高考模拟(文))已知函数,对任意,,都有,则实数的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
2.(2019·湖南高三期末(理))函数(e为自然对数的底数),若任意,都有,则实数的最大值是( )
A.
B.
C.2
D.
3.(2018届贵阳第一中学高考适应性月考卷(七))已知定义在上的函数,,其中为偶函数,当时,恒成立;且满足:①对,都有;②当时,.若关于的不等式对恒成立,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
4.(2018年高考原创押题预测卷01)已知函数,若关于的不等式在上恒成立,则的值为( )
A. B. C. D.
5.(2018届四川联合三诊)已知定义在上的偶函数在上单调递减,若不等式对任意恒成立,则实数的取值范是( )
A. B. C. D.
6.(2018年4月浙江省金华十校高考模拟)若对任意的,存在实数,使 恒成立,则实数的最大值为__________.
7.已知函数,.
(1)当时,若关于