微练(26) 导数与不等式恒成立-(作业课件)【赢在微点·顶层设计】2027年高中数学高考一轮总复习
2025-09-10
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教辅
摘要:
该高中数学高考复习课件聚焦导数与不等式恒成立专题,覆盖切线方程、单调性极值、恒成立问题等高考高频考点,依据高考评价体系分析考点权重,通过分离变量、分类讨论等方法归纳常考题型,体现针对性与实用性。
课件亮点在于“真题情境+方法建模+素养落地”,以东北三省联合检测题、浙江联考题为例,训练逻辑推理与数学运算素养,解析“函数恒成立求参数范围”典型题,构建“求导→判单调→求最值”模板,助学生掌握得分技巧,教师可精准教学,提升备考效率。
内容正文:
微练(二十六)
导数与不等式恒成立
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1.已知函数f(x)=-2x+ln x.
(1)求曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程;
由题意得f′(x)=-2+(x>0),所求切线斜率为f′(1)=-1,切点为(1,-2),故所求切线方程为y-(-2)=-(x-1),即x+y+1=0.
(2)若对∀x∈(0,+∞),f(x)≤ax2-2x恒成立.求实数a的取值范围.
解法一:(分离变量)由f(x)≤ax2-2x,得a≥在(0,+∞)恒成立,令g(x)=(x>0),则a≥g(x)max,g′(x)=,当g′(x)=0时,x=,当0<x<时,g′(x)>0;当x>时,g′(x)<0,故g(x)在(0,)内单调递增,在(,+∞)上单调递减,故当x=时,g(x)取得最大值,故a≥,即a的取值范围是.
解法二:(分类讨论)由f(x)≤ax2-2x得ax2-ln x≥0在(0,+∞)恒成立,令g(x)=ax2-ln x(x>0),则g′(x)=2ax-=(x>0),①当a≤0时,g′(x)<0恒成立,g(x)在(0,+∞)上单调递减,又g(1)=a≤0,故当x>1时,g(x)<0,不合题意;②当a>0时,令g′(x)=0,得x=,令g′(x)>0,得x>,令g′(x)<0,得0<x<,故g(x)在内单调递减,在上单调递增,故当x=时,g(x)取最小值g=-ln
≥0,故a≥,即a的取值范围是.综上所述,a的取值范围是.
2.(2025·东北四市联合检测)已知函数f(x)=-aex,a∈R.
(1)当a=1时,求f(x)的单调区间和极值;
当a=1时,f(x)=xe-x-ex,则f′(x)=(1-x)e-x-ex=.令g(x)=1-x-e2x,则g′(x)=-1-2e2x<0,故g(x)在R上单调递减,又g(0)=0,因此0是g(x)在R上的唯一零点,即0是f′(x)在R上的唯一零点.当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
x
(-∞,0)
0
(0,+∞)
f′(x)
+
0
-
f(x)
单调递增
-1
单调递减
所以f(x)的单调递增区间为(-∞,0),单调递减区间为(0,+∞),f(x)的极大值为f(0)=-1,无极小值.
(2)若对任意x∈R,f(x)≤ex-1恒成立,求a的取值范围.
由题意知xe-x-aex≤ex-1,即a≥,即a≥-.设m(x)=-,则m′(x)==,令m′(x)=0,解得x=,当∈时,m′(x)>0,m(x)单调递增,当x∈时,m′(x)<0,m(x)单调递减,所以m(x)max=m=-=-.所以a≥-,即a的取值范围为.
3.已知f(x)=ex-x2-ax-1(a∈R).
(1)当a=0时,求函数f(x)的单调区间;
当 a=0 时,f(x)=ex-x2-1,f′(x)=ex-x.由于ex≥x+1>x(证略),所以f′(x)=ex-x>0,因此函数f(x)在R上单调递增,即函数f(x)的单调递增区间是(-∞,+∞),无单调递减区间.
(2)若f(x)≥0在[0,+∞)上恒成立,求实数a的取值范围.
函数f(x)的导数f′(x)=ex-x-a,f′(0)=1-a,令f′(0)=1-a≥0得a≤1.
①当a≤1时,因为x∈[0,+∞),f′(x)=ex-x-a,令g(x)=ex-x-a(x≥0),则g′(x)=ex-1≥0,因此f′(x)单调递增,所以f′(x)≥f′(0)=1-a≥0,因此f(x)在[0,+∞)上单调递增,于是f(x)≥f(0)=0恒成立.
②当 a>1 时,因为x∈[0,+∞),f′(x)=ex-x-a,令g(x)=ex-x-a(x≥0),则g′(x)=ex-1≥0,因此f′(x)单调递增,而f′(0)=1-a<0,
所以存在x0∈(0,+∞)使得当x∈(0,x0)时f′(x)<0,即 f(x)在(0,x0)上单调递减,因此当x∈(0,x0)时,f(x)<f(0)=0,不满足f(x)≥0恒成立.
综上,实数a的取值范围是(-∞,1].
4.(2025·浙江联考)已知函数f(x)=aln x+x,a∈R.
(1)讨论函数f(x)的单调性;
因为f(x)=aln x+x,定义域为(0,+∞),所以f′(x)=+1=,当a≥0时,f′(x)>0,此时f(x)在区间(0,+∞)上单调递增;当a<0时,由f′(x)=>0,得x>-a,由f′(x)=<0,得0<x<-a,此时f(x)在区间(-a,+∞)上单调递增,在区间(0,-a)上单调递减.
(2)若存在x∈[e,e2],使得不等式f(x)≤ln x成立,求实数a的取值范围.
由f(x)≤ln x,得aln x+x≤ln x,因为x∈[e,e2],所以-ax+a≤.设g(x)=-ax+a,x∈[e,e2],所以g′(x)=-a=-2+-a.当a≤0时,g′(x)≥0,g(x)在x∈[e,e2]上单调递增,
所以g(x)min=g(e)=e-ae+a≤,即a≥,不符合题意.当0<a<时,则存在唯一的x0∈[e,e2],使得g′(x0)=0,当x∈[e,x0)时,g′(x)<0,g(x)单调递减,当x∈(x0,e2]时,g′(x)>0,g(x)单调递增.所以g(x)min=g(x0)=-ax0+a≤,所以a≥>==,这与0<a<矛盾.当a≥时,g′(x)≤0,g(x)在x∈[e,e2]上
单调递减,所以g(x)min=g(e2)=-ae2+a≤,所以a≥,符合题意.综上,实数a的取值范围为.
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