内容正文:
第三章
一元函数的导数及其应用
赢在微点 高考复习顶层设计 数学
第四节
第三章 一元函数的导数及其应用
导数的综合应用
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
第2课时
第三章 一元函数的导数及其应用
导数与不等式恒成立
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
课
程
标
准
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
关键能力/落实
赢在微点 数学 大一轮
第一部分
——考向探究
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
类型一
分离参数法
解
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
解
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
解
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
类型二
分类讨论法
规范解答
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
规范解答
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
规范解答
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
规范解答
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
规范解答
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
规范解答
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
解
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
解
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
解
高考复习顶层设计 数学
第 ‹#› 页
微在字里 赢在行间
把握高考微点,实现素能提升
完成——微练(二十六)
本部分内容讲解结束
恒(能)成立问题是高考的常考考点,其中不等式的恒(能)成立问题经常与导数及其几何意义、函数、方程等相交汇,综合考查分析问题、解决问题的能力,一般作为压轴题出现,试题难度略大.
【例1】 已知函数f(x)=ln x++2x.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(1)由f(x)=ln x++2x得f′(x)==(x>0),
由f′(x)>0,得x>(负值舍去),由f′(x)<0,得0<x<,所以函数f(x)的单调递增区间是,单调递减区间为.
(2)若关于x的不等式f(x)-2≥x+恒成立,求实数m的取值范围.
(2)由f(x)=ln x++2x知,不等式f(x)-2≥x+恒成立等价于当x∈(0,+∞)时,m≤xln x+x2-2x+1恒成立.令g(x)=xln x+x2-2x+1(x>0),则m≤g(x)min,g′(x)=ln x+x-1,当x∈(0,1)时,g′(x)<0,g(x)单调递减;当x∈(1,+∞)时,g′(x)>0,g(x)单调递增.所以g(x)min=g(1)=-,所以m≤g(x)min=-,即实数m的取值范围是.
利用分离参数法来确定不等式f(x,λ)≥0(x∈D,λ为实参数)恒成立问题中参数的取值范围的基本步骤:
1.将参数与变量分离,化为f1(λ)≥f2(x)或f1(λ)≤f2(x)的形式.
2.求f2(x)在x∈D时的最大值或最小值.
3.解不等式f1(λ)≥f2(x)max或f1(λ)≤f2(x)min,得到λ的取值范围.
【训练1】 已知函数f(x)=,若f(x)≤x-1对x∈[1,+∞)恒成立,求实数a的取值范围.
f(x)≤x-1对x∈[1,+∞)恒成立,即a≥x2-(x-1)ex在[1,+∞)上恒成立,设g(x)=x2-(x-1)ex(x≥1),g′(x)=x(2-ex),令g′(x)=0,得x1=0,x2=ln 2,所以在x∈[1,+∞)上,g′(x)<0,所以函数g(x)=x2-(x-1)ex在[1,+∞)上单调递减,所以g(x)max=g(1)=1,所以a≥g(x)max,即a≥1,故实数a的取值范围是[1,+∞).
【例2】 (2024·新课标Ⅰ卷)已知函数f(x)=ln+ax+b(x-1)3.
(1)若b=0,且f′(x)≥0,求a的最小值;
(1)f(x)的定义域为(0,2),若b=0,
则f(x)=ln+ax,f′(x)=·+a=+a,
当x∈(0,2)时,x(2-x)∈(0,1],f′(x)min=2+a≥0,则a≥-2,
思维点1:求a的最小值,利用f ′(x)min≥0求解.
故a的最小值为-2.
(2)证明:曲线y=f(x)是中心对称图形;
(2)证明:f(2-x)=ln+a(2-x)+b(1-x)3=-ln-ax-b(x-1)3+2a=-f(x)+2a,
思维点2:由ln及(x-1)3猜测对称中心横坐标为1,由f(2-x)+f(x)=2a证明.
故曲线y=f(x)关于点(1,a)中心对称.
(3)若f(x)>-2当且仅当1<x<2,求b的取值范围.
(3)由题知f(1)=a=-2,
此时f(x)=ln-2x+b(x-1)3,
f′(x)=·-2+3b(x-1)2
=-2+3b(x-1)2=(x-1)2.
思维点3:辨析f ′(x)的符号.
记g(x)=+3b,x∈(0,2),
思维点4:简化f ′(x)的符号判断,构造新函数.
易知g(x)在(0,1)上单调递减,在(1,2)上单调递增,g(1)=2+3b,
当b≥-时,g(x)≥0,f′(x)≥0,f(x)在(0,2)上单调递增,
思维点5:b≥-时,判断f(x)的单调性.
又f(1)=-2,故符合题意.
当b<-时,g(1)<0,g(x)=+3b=,
令g(x)=0,得x=1±,
因为b<-,所以∈(0,1),故1+∈(1,2),1-∈(0,1),
思维点6:b<-时,判断f(x)的单调区间.
所以当x∈时,g(x)<0,f′(x)<0,f(x)在上单调递减,
故f<f(1)=-2,不符合题意.
综上,b的取值范围为.
本题考查函数与导数知识,深入考查逻辑推理能力、运算求解能力以及数形结合思想.其中第(2)问考查函数图象的对称性这一几何性质的代数表示.源于人教A版必修第一册P87第13题的拓广结论:f(x)+f(2a-x)=2b⇔y=f(x)关于点(a,b)成中心对称.第(3)问的设问方式相对新颖,需要学生利用导数工具研究函数的单调性,进而解决问题.
【训练2】 (2025·昆明一模)已知函数f(x)=.
(1)求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(1)f(1)=0,则切点坐标为(1,0).因为f′(x)=,所以切线的斜率为f′(1)=,故切线方程为y=x-.
(2)当x≥1时,f(x)≤a(x-1),求a的取值范围.
(2)当x∈[1,+∞)时,f(x)≤a(x-1)等价于ln x≤a(x2-1),令g(x)=a(x2-1)-ln x,x∈[1,+∞),则ln x≤a(x2-1)在[1,+∞)上恒成立,即g(x)≥0恒成立.
g′(x)=2ax-=,当a≤0时,g′(x)<0,g(x)在[1,+∞)上单调递减,所以g(x)≤g(1)=0,不符合题意;当0<a<时,由g′(x)=0得,x=>1,x∈时,g′(x)<0,g(x)单调递减,所以x∈时,g(x)≤g(1)=0,不符合题意;当a≥时,2a≥1,因为x≥1,所以2ax2-1≥0,则g′(x)≥0,g(x)在[1,+∞)上单调递增,所以g(x)≥g(1)=0,符合题意.综上所述,a的取值范围为.
$$