内容正文:
第三章
核心专题突破(一) 导数在研究函数中的应用
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破疑难1:利用导数研究不等式的恒(能)成立问题
对利用导数研究不等式恒成立与有解问题,一般可转化为最值问题处理.若 <m></m> 对 <m></m> 恒成立,则只需 <m></m> ;若 <m></m> 对 <m></m> 恒成立,则只需 <m></m> ;若存在 <m></m> ,使 <m></m> 成立,则只需 <m></m> ;若存在 <m></m> ,使 <m></m> 成立,则只需 <m></m> .由此构造不等式,求解参数的取值范围.
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技法一 分离参数法求参数范围 讲练型
例1 (2022·石家庄模拟)已知函数 <m></m> .
(1)若 <m></m> ,求函数 <m></m> 的图象在点 <m></m> 处的切线方程;
解析:若 <m></m> ,则 <m></m> .
即 <m></m> ,①←-----①求 <m></m> 的导数
则 <m></m> ,
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所以所求切线方程为 <m></m> .
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(2)当 <m></m> 时,函数 <m></m> 恒成立,求实数 <m></m> 的取值范围.
[审题指导]
解析:由 <m></m> ,得 <m></m> ,
则 <m></m> 对任意的 <m></m> 恒成立可转化为 <m></m> 对任意的 <m></m> 恒
成立.②←-----②处利用分离参数法将问题转化为不等式恒成立问题
设函数 <m></m> ,
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则 <m></m> .③←-----③处构造函数转化为函数的最值问题
当 <m></m> 时, <m></m> ;当 <m></m> 时, <m></m> ,
所以函数 <m></m> 在 <m></m> 上单调递增,在 <m></m> 上单调递减,所以
<m></m> .④←-----④处求函数的最大值
于是 <m></m> ,解得 <m></m> .
故实数 <m></m> 的取值范围是 <m></m> .
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利用分离参数法确定不等式 <m></m> ( <m></m> , <m></m> 为参数)恒成立问题中参数范围的步骤:
1.将参数与变量分离,化为 <m></m> 或 <m></m> 的形式;
2.求 <m></m> 在 <m></m> 时的最大值或最小值;
3.解不等式 <m></m> 或 <m></m> ,得到 <m></m> 的取值范围.
针对练1. 已知函数 <m></m> .
(1)若函数 <m></m> 在区间 <m></m> 上存在极值,求正实数 <m></m> 的取值范围;
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解析:函数的定义域为 <m></m> ,
<m></m> ,
令 <m></m> ,得 <m></m> .
当 <m></m> 时, <m></m> , <m></m> 单调递增;
当 <m></m> 时, <m></m> , <m></m> 单调递减.
所以 <m></m> 为函数 <m></m> 的极大值点,且是唯一极值点,所以
<m></m> ,
故 <m></m> ,即实数 <m></m> 的取值范围为 <m></m> .
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(2)如果当 <m></m> 时,不等式 <m></m> 恒成立,求实数 <m></m> 的取值范围.
解析:当 <m></m> 时,原不等式可化为 <m></m> 恒成立,令
<m></m> ,
则 <m></m> .
再令 <m></m> ,则 <m></m> ,所以
<m></m> ,所以 <m></m> ,
所以 <m></m> 为增函数,所以 <m></m> ,故 <m></m> ,即实数 <m></m> 的取值
范围是 <m></m> .
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技法二 分类讨论法求参数范围
例2 已知函数 <m></m> ,其中 <m></m> 为常数.
(1)当 <m></m> 时,判断 <m></m> 在区间 <m></m> 内的单调性;
解析:当 <m></m> 时, <m></m> ,
所以当 <m></m> 时, <m></m> ,
所以 <m></m> 在区间 <m></m> 内单调递增.
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(2)若对任意 <m></m> ,都有 <m></m> ,求 <m></m> 的取值范围.
解析:当 <m></m> 时,因为 <m></m> ,
所以 <m></m> , <m></m> ,
所以 <m></m> ,由(1)知,
<m></m> ,于是 <m></m> ,满足题意;
当 <m></m> 时,易知 <m></m> 在区间 <m></m> 内单调递增,
又 <m></m> , <m></m> ,
所以 <m></m> 唯一 <m></m> ,使得 <m></m> ,