内容正文:
专题4.4 导数与不等式
【核心素养】
1.不等式问题,主要考查解不等式、不等式的证明、不等式恒成立或不等式存在性问题、由不等式成立求参数问题等,凸显数学运算、逻辑推理、直观想象的核心素养.
2.将函数、导数与数列、放缩法相结合证明不等式、与三角函数相结合考查函数的性质问题等,凸显逻辑推理、直观想象、数学运算等核心素养,也体现命题的创新性.
知识点一
与不等式恒成立、有解、无解等问题有关的参数范围问题
不等式的恒成立问题和有解问题、无解问题是联系函数、方程、不等式的纽带和桥梁,也是高考的重点和热点问题,往往用到的方法是依据不等式的特点,等价变形,构造函数,借助图象观察,或参变分离,转化为求函数的最值问题来处理.
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知识点二
利用导数证明、解不等式问题
无论不等式的证明还是解不等式,构造函数,运用函数的思想,利用导数研究函数的性质(单调性和最值),达到解题的目的,是一成不变的思路,合理构思,善于从不同角度分析问题,是解题的法宝.
常考题型剖析
题型一:具体函数不等式求解
【典例分析】
例1-1.(2023·江西宜春·校联考模拟预测)已知函数,若成立,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
例1-2.(2022·贵州安顺·统考模拟预测)已知函数,则关于x的不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【规律方法】
具体函数不等式求解问题,主要利用导数研究函数的单调性,将函数值关系转化成自变量的关系,即转化得到一个代数不等式求解.
【变式训练】
变式1-1.(2023·广东东莞·统考模拟预测)已知函数,则的解集为( )
A. B. C. D.
变式1-2.(2023·吉林长春·东北师大附中校考模拟预测)设函数,若不等式有且只有两个整数解,则实数的取值范围是_______________.
题型二:含导数抽象函数不等式求解问题
例2-1.(2023·全国·高三专题练习)设函数f(x),g(x)分别是定义在R上的奇函数和偶函数.当x<0时,,且,则不等式f(x)g(x)>0的解集是( )
A. B.
C. D.
例2-2.(2023·广东广州·统考三模)已知可导函数的导函数为,若对任意的,都有,且为奇函数,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【规律方法】
利用函数与导函数的相关不等式构造函数,然后利用所构造的函数的单调性解不等式,是高考常考题目,构造函数的常见类型有:
比如:若,则构造,
若,则构造,
若,则构造,
若,则构造.
若f′(x)>a(a≠0),则构造函数:h(x)=f(x)-ax.
若f′(x)±g′(x)>0,则构造函数:h(x)=f(x)±g(x).
若f′(x)g(x)+f(x)g′(x),则构造函数F(x)=f(x)g(x)
若f′(x)g(x)-f(x)g′(x),则构造可导函数y=.
【变式训练】
变式2-1.(2023春·河南三门峡·高三校考阶段练习)已知函数的导函数为,若,则关于的不等式的解集为______.
变式2-2.(2023·全国·高三专题练习)已知定义在R上的偶函数的导函数为,当x>0时,,且,则不等式的解集为_________________________.
题型三:比较函数值大小
【典例分析】
例3-1.(2023·全国·高三专题练习)定义在上的函数,已知是它的导函数,且恒有成立,则有( )
A. B.
C. D.
例3-2.(2022·全国·统考高考真题)已知,则( )
A. B. C. D.
例3-3.(2023·四川成都·树德中学校考模拟预测)已知、分别为上的奇函数和偶函数,且,,,,则、、大小关系为( )
A. B.
C. D.
【方法技巧】
比较函数值的大小,通常有三种类型,一是利用函数的单调性或通过引入-1,0,1等中介值完成解答;二是给出看似独立的几个函数值,通过观察其特征,构造函数,应用导数求解;三是给出抽象函数关系,比较函数值大小,一般也要通过构造函数,应用导数求解,构造函数的常见类型和题型二类似.
【变式训练】
变式3-1.(2023·河南·校联考模拟预测)已知函数的定义域为 为函数的导函数,当时, ,且,则下列说法一定正确的是( )
A. B.
C. D.
变式3-2. (2023·全国·高三对口高考)已知函数是定义在上的奇函数,且当时不等式成立,若,则的大小关系是( )
A. B.
C. D.
变式3-3. (2022年高考全国I卷)设,则( )
A. B. C. D.
题型四:不等式恒成立求参数
【典例分析】
例4-1.(2023春·广东佛山·高三佛山市第四中学校)已知函数,对任意的正实数x都有恒成立,则a的取值范围是________