内容正文:
高三二轮专题复习高效讲义
数学
函数与导数
专题
教考衔接2
切线放缩
教材溯源]
(人教A版选择性必修二P104T18)已知函数fx)=e-lnx十m),当m≤2时,求
证:fx)>0.
证明:第一步:放缩
当m≤2时,fx)=e-lnx+m)≥e一lnx+2),
故只要证明e-ln(x十2)>0即可.
第二步:构造
只要证e≥x十1,x十1≥lnx十2)(两等号不同时成立)
令g(x)=e-x一1,则g'(x)=e一1,
当x<0时,g'(x)<0,当x>0时,g'(x)>0,则gx)在(-∞,0)上单调递减,在(0,
+∞)上单调递增.所以gx)≥g(0)=0,即e≥x十1,当且仅当x=0时,等号成立.
第三步:同构(替换)
在e≥x十1中,以lnx+2)代替x,
则有ex+2)≥ln(x十2)+1,即x+2≥lnx+2)+1,即x+1≥lnx+2),当且仅当lnx
十2)=0,即x=-1时,等号成立.
第四步:传递
综上,e≥x+1,x+1≥ln(x+2)(两等号不同时成立),所以e>ln(x+2)≥ln(十m),
即fx)>0.
「真题示例]
(2022·新课标I卷)已知函数fx)=xear-e.
(1)当a=1时,讨论fx)的单调性;
(2)当x>0时,fx)<-1,求a的取值范围:
(3)设n∈N*,证明:一十一十…十=>n(n十1)
11+1乏21+2
E ni+n
解:(1)当a=1时,fx)=(x-1)e,则f(x)=xe,
当x<0时,f(x)<0,当x>0时,(x)>0,
故fx)在(-∞,0)上单调递减,在(0,十∞)上单调递增.
(2)设hx)=xer-e+1,则h(0)=0,
又h'x)=(1+ax)eax-e,
设g(x)=(1+ax)ea-e,
则g'(x)=+
eax-ex,
2
若a>-,2g'(Qωx2a-1>0,
因为g日为连续不间斯函数,
故存在x0∈,十∞,使得x∈,,总有g>0,
故g在0
为增函数,故g0>g回=0,
x回
故hx在0,x0回为增函数,故hx>h回一0,与题设矛盾.
若0威囝≤0戏@
ece'-0凤十
-e',
1
axln+ax回
下证:对任意x>r回总随nax回
<x成立,
证明:设S=ln
一@+x回
故S”=欧团1=干,
-x
故Sc赃1+x十01弹调递减,
故5图绍日0回即1n1+x
<x成立.
由上述不等式得
-e'<ear+ax-er=e2ar-er≤0,
故h'
≤0总成,即在,十0上单调递减,
所以Φ包<h=0,满酒意和
回
若a≤回则的回=e-e+axer<1一1十0=0,
所以h在
x古o上单调递减,
所以h@r@一加=0,满足题意.
综上,@每-.0回
2
(③)取a=,则x>0,总有x1-e+1<0成立,
1
2x
令t=?则t>1,t2=e,xe2nt,
2x
故2tlet<2-1,即2lnt<t--对任意的t>1恒成立,
所以对任意的n∈N*,有2ln
n+1
n+1
n
整理得ln(n十1)一Inn<卫,n
回n
回n+1
1+
2
故一+++nn2-1n1十n3-1n2十…+n(n十1)-nn=n(n十1),
n
1
1
1
故不等1式成年2
2
ξn+n
[方法点评]
(1)思维导图
过函数图象上一点的切线方程
必备
函数的单调性
知识
函数的最值
常见
利卬切线放缩求最值
题型
利用切线放缩证明不等式
e*≥x+l
线
lnx≤x-l
缩
必备
e≥ex
解法
lnx≤x
sinx<r<tan,x∈(0.T)
放缩时选择不等式不恰当
常见
运叮切线不等式时等号取舍错误
误区
求最值时忽略验等号能否取到