内容正文:
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拉格朗日中值定理形式题目解法——高中导数
拉格朗日中值定理(高等数学):
如果函数f(x)满足以下条件:
(1)f(x)在闭区间[a,b]上连续;
(2)f(x)在开区间(a,b)内可导;
那么至少存在一点,使得成立.
注:本文只讨论这一形式的题目,即拉格朗日中值定理在高中命题中的应用。
【例1】[2020年全国Ⅱ卷文科·节选]已知函数f(x)=2lnx+1,设a>0,讨论函数的单调性.(直接+放缩)
解:由题意得g(x) ∴得g’(x) = (x>0)
即g’(x) =
令h(x)=lnx+1-x(x>0)(引入放缩) ∴可得h’(x) = (x>0)
∴h’(x)>0的解为0<x<1 ∴h(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增
∴h(x)max=h(x)极大=h(1)=0 ∴h(x)≤0在(0,+∞)上恒成立
∵a>0 ∴
∵(x-a)2≥0恒成立 ∴g’(x)<0恒成立
∴g(x)在(0,+)上单调递减.
我的笔记:_______________________________________________________________
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【例2】[2018年全国Ⅰ卷理科·节选]已知函数f(x) = ,若f(x)存在两个极值点x1、x2,证明: < a-2 . (直接+放缩)
解:由题意得f’(x) = (x>0)
∵x1、x2为f(x)的两个极值点 ∴x1、x2分别对应-x2+ax-1=0的两个根
设0<x1<x2,有x1+x2=a,x1x2=1 ∴0<x1<1<x2<a,x1 =
∴ = =-2
∴<a-2等价于<1,即2lnx2<x2 -
∴需证明2lnx2<x2 -
令h(x)=(x>1) (引入放缩) ∴h’(x)=<0恒成立
∴h(x)在(1,+∞)上单调递减 ∴h(x)max=h(1)=0
∵x>1 ∴h(x)<h(x)max=0 ∴<0,即2lnx< .
∵ ∴2lnx2<,即<1得证.
∴<a-2得证.
我的笔记:_______________________________________________________________
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【例3】[陕西咸阳2021一模]设函数f(x)=xex,g(x) = ,设对于任意的x1、x2∈[1,e],都有恒成立,求实数m的取值范围.(同构)
解:有等价于g(x1) - g(x2) > ,
即等价于
令h(x)=g(x)+
若需要成立,则需要函数h(x)在区间[1,e]上单调递减成立.
由题意得g(x)= ∴h(x) = ,h’(x) =
∵h(x)在[1,e]上单调递减 ∴在[1,e]上恒成立
∴得m+1≥(1-x)ex
令,有
∵x∈[1,e] ∴恒成立 ∴
∵m+1≥(1-x)ex ∴m+1≥ ∴m+1≥0
∴实数m的取值范围为 .
我的笔记:_______________________________________________________________
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主编说:
其实这些题目都有一个共同点,即看似复杂,实则“高起点、低落点”,许多考生被表象所迷惑,认为太难了,“不是我的菜”,匆匆扫一眼题目就已经从心理上放弃了,虽会手头上挣扎一下,但打心底就认为自己做不出了,于是会出现“考时懵圈、考后大悟”的现象。
所谓“都是假象”,应对方法其实很简单,就是一句话:不畏难,迎难而上,题中的一切都是最好的安排!
〖练习〗(兼解法补充)
[2021江西重点中学盟校联考·节选]已知f(x)=lnx,设0<x1<x2,f’(x)为f(x)的导函数,试比较与f’(x1)+f’(x2)的大