内容正文:
专题限时集训(十七) 利用导数证明不等式
1.已知f (x)=(x+3)ln (x+1)-3x(0<x<3).
(1)证明:f (x)<0;
(2)证明:+…+>ln (n+1)(n∈N*).
2.(2023·湖南岳阳三模)已知函数f (x) = aex-x-a.
(1)若f (x)≥0,求a的值;
(2)当a≥1时,从下面①和②两个结论中任选其一进行证明.
①f (x)>x ln x-sin x;
②f (x)>x(ln x-1)-cos x.
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专题限时集训(十七)
利用导数证明不等式
1.[证明(①)要证f0,即证lnc+1)一桑<0,
令g6=n(+1)-释0<3),
尉gw=克南=+a时0,
x-3)
故g)在(0,3)上单调递减,g(x)g(0)=0,故f(x)0.
(2)(1)可知:当0<3时,释>血x十1).
令=aeN.h(+1).
化为品>血驶,
故是+号十+品n呈+n是+…+n驶=n(经2学)=h(n+1),
所以原不等式得证
2.[解](1)由f(x)=ae-x-a,得f(0)=0,
又f'(x)=ae-l,
当a≤0时,有f'(x)0恒成立,
所以f(x)在R上单调递减,
又由f(0)=0,则fx)≥0不恒成立.
当a>0时,令f"(x)=0,得x=ln告,
则当心ln吉时,有f"(x)0,当xn时,有f()0.
即fx)在(-o,ln)上单调递减,在(ln时,+oo)上单调递增,
所以f(ln)是fx)的极小值,
又因为f)≥0,且f(0)=0,故ln}=0,即a=1,经验证成立,所以a=1.
(2)证明:选择①作答:
当a≥l,x>0时,fx)=ae*-x-a=a(er-l)-x≥er-1-x.
设gx)=er-x-xlnx十sinx-1,
当0<x≤1时,一xlnx≥0,sinx>0,
又由(1)知e-1-x>0,故gx)>0,
当>1时,g'(x)=er-2一lnx+cosx,
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设hx)=er-2-lnx+cosx,则(x)=er-一sinx,(x)Pe-1一1>0,
则h(x)在(1,十oo)上单调递增,x)>h(1)=e一2十cos1>0,
所以g(x)>0,则g(x)在(1,+o)上单调递增,
gx)Pg(1)=e-2+sin1>0.
综上,g>0,即当a≥1时,f()xIn x-一sinx
选择②作答:
当a≥l,xo0时,fx)=ae*-x-a=a(e*-l)-x≥ex-1-x
设g(x)=c-xlnx十cosx-1,
当0x≤1时,一xlnx≥0,cos0,e-1>0,
故gx)P0,
当>l时,g'(x)=er-1一lnx-sinx,
设w)=ex-1-lnx一sinx,则hx)=e-是一cosx,
h'(x)>e-1-1>0,
则h(x)在(1,十o)上单调递增,hx)>h(1)=e一1一sin1>0,
所以g(x)P0,
则g(x)在(1,十o)上单调递增,g(x)>g(1)=e-1十cos1>0.
综上,gw)>0,即当a≥1时,f(r)>Px血x-1)一cosx
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专题限时集训(十八) 利用导数解决不等式恒成立、能成立问题
1.(2023·浑南区校级期中)已知函数f (x)=2x2+x-k,g(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)是R上的奇函数,当x=1时,g(x)取得极值-2.
(1)求函数g(x)的单调区间和极大值;
(2)若对任意x∈[-1,3],都有f (x)≤g(x)成立,求实数k的取值范围;
(3)若对任意x1∈[-1,3],x2∈[-1,3],都有f (x1)≤g(x2)成立,求实数k的取值范围.
2.(2023·山东临沂二模)已知函数f (x)=x-sin x.
(1)若存在x∈,使f (x)≤ax成立,求a的取值范围;
(2)若g(x)=f (x)-m ln x,存在x1,x2∈(0,+∞),且当x1≠x2时,g(x1)=g(x2),求证:x1x2<4m2.
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专题限时集训(十八) 利用导数解决不等式恒成立、能成立问题
1.[解] (1)∵g(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)是R上的奇函数,
∴g(-x)=-g(x),可得b=d=0,即g(x)=ax3+cx(a≠0),
又当x=1时,g(x)取得极值-2,
∴即
解得故函数g(x)=x3-3x,导函数g′(x)=3x2-3,
令3x2-3=0,解得x=±1,当x∈(-∞,-1)时,g′(x)>0,g(