内容正文:
第五讲 函数与导数的综合应用
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题型突破 重点探究
限时规范训练 巩固提升
高考考向 利用导数证明不等式,利用导数研究函数的零点,恒成立问题与有解问题,极值点偏移问题都是近几年高考考查的重点、热点.经常出现在最后两道解答题当中,难度颇大,具有很好的区分度.
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证明不等式
[典例] (2022·新高考Ⅱ卷)已知函数f(x)=xeax-ex.
(1)当a=1时,讨论f(x)的单调性;
(1)[解] 当a=1时,f(x)=xex-ex,则f′(x)=xex,
当x∈(-∞,0)时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
当x∈(0,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增.
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(2)当x>0时,f(x)<-1,求a的取值范围;
(2)[解] 当x>0时,f(x)<-1,即xeax-ex<-1在(0,+∞)上恒成立,
令F(x)=xeax-ex+1(x>0),则F(x)<0在(0,+∞)上恒成立.
易得F(0)=0,F′(x)=eax+axeax-ex,F′(0)=0,
F″(x)=aeax+aeax+a2xeax-ex,F″(0)=2a-1.
若F″(0)>0,则F′(x)必定存在一个单调递增区间(0,x0),又F′(0)=0,∴F(x)也必定存在一个单调递增区间(0,x′0).
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证明不等式的基本方法
1.利用单调性:若f(x)在[a,b]上是增函数,则
(1)∀x∈[a,b],有f(a)≤f(x)≤f(b);
(2) ∀x1,x2∈[a,b],且x1<x2,有f(x1)<f(x2).
对于减函数有类似结论.
2.利用最值:若f(x)在某个范围D内有最大值M(或最小值m),则∀x∈D,有f(x)≤M(或f(x)≥m).
3.构造函数:证明f(x)<g(x),可构造函数F(x)=f(x)-g(x),证明F(x)<0.
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1.(2021·全国乙卷)设函数f(x)=ln(a-x),已知x=0是函数y=xf(x)的极值点.
(1)求a;
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当x∈(0,1)时,p(x)<0,
∴函数y=xf(x)=xln(1-x)在(-∞,0)上为增函数,在(0,1)上为减函数.
∴当a=1时,x=0是函数y=xf(x)的极值点.∴a=1.
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只需证x+(1-x)ln(1-x)>0,
令h(x)=x+(1-x)ln(1-x),
则h′(x)=1-ln(1-x)-1=-ln(1-x),
∴当x∈(0,1)时,h′(x)>0,h(x)单调递增,
当x∈(-∞,0)时,h′(x)<0,h(x)单调递减,
∴当x∈(-∞,0)∪(0,1)时,h(x)>h(0)=0,
∴x+(1-x)ln(1-x)>0在(-∞,0)∪(0,1)上恒成立.
∴g(x)<1.
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利用导数研究函数的零点
[典例1] (2021·新高考Ⅱ卷节选)已知函数f(x)=(x-1)ex-ax2+b.其中a>0,b∈R.
(1)讨论函数f(x)的单调性;
证明、判定函数零点的个数
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判断(证明)函数零点情况的常用方法
1.构造函数g(x),利用导数研究g(x)的性质,结合