内容正文:
微专题6不等式恒成立
或有解问题
》热点分类·考向探究《
例1解:由f(x)=-e1+x+2,
因为x∈(e,+oo),所以由一e-
大
:十2<,得A>-二+
2
+1
2
1,x∈
(e,+oo),则g(z)=-xe-e
2=e(1-x)-2
<0在(e,+o∞)
2
上恒成立,
所以函数g(x)在(e,+o)上单调递减,
所以ge)<ge=-e+名+1.
所以入≥一e:+2+1,即实数入的取
值范围是
-e+2+1,+∞)小
跟踪训练1解:由题意得f(x)≥a.x
x一1恒成立,
因为x>0,所以问题等价于在x∈
0,+o)时,a≤1nx+】+1恒成立,
令g(x)=nx+1+1x>0),
g'(x)=x-1
当x>1时,gx)=>0g)
单调递增;当0<x1时,
g(x)=二1<0g(红)单调递减,
则函数g(x)≥g(1)=2,故a≤2.
例2解:(1)函数f(x)=e(x2+a.x+
1)的定义域为R,又f'(x)=e(x+
a+1)(x+1),
若a<0,则当一1<x<-1一a时,
f'(z
0,当x>一1一a或x<-1
时,f'(a
>0,
所以f(2
)的单调递减区间为(一1,
一1一a),单调递增区间为(1一a,
+c∞),(-00,-1):
若a=0,则f'(x)=e(x+1)2≥
0(当且仅当x=一1时取等号),
所以f(x)的单调递增区间为
(一00,
-∞),无单调递减区间:
若a>0,则当-1-a<x<-1时,
f'(x)
0,当x>-1或x<-1-a
时,f'(x》
>0,
所以f(x)的单调递减区间为(一1
a,一1),单调递增区间为(一1,十∞),
(-c0,-1-a).
综上可得,
当a<0时,f(x)的单调递减区间为
(一1,一1一a),单调递增区间为(-1-
a,+∞),(-0,-1);
当a=0时,f(x)的单调递增区间为
(一∞,十©∞),无单调递减区间;
当a>0时,f(x)的单调递减区间为
(一1一a,一1),单调递增区间为
(-1,+∞),(-∞,-1-a).
(2)由(1)可知,当a≥0时,f(x)在
(0,+∞)上单调递增,f(0)=1,
所以当x∈(0,+∞)时,f(x)>1恒
成立,符合题意:
当a<0时,
若{仁1a≤0'即-1≤a<0,则
la<0,
f(x)在(0,十o∞)上单调递增,f(0)=1,
所以当x∈(0,+∞)时,f(x)>1恒
成立,符合题意;
若一1一a>0,即a<一1,则f(x)在
(0,一1一a)上单调递减,在(一1
a,十oo)上单调递增,
所以当x∈(0,-1-a)时,f(x)<
f(0)=1,不符合题意
综上,当a≥一1时,对任意的x
(0,十o),f(x)>1恒成立,即实数a
的取值范围为[一1,十o).
跟踪训练2解:f(x)=x+
a
-(a+
1)=x-a)(x-1)
x>0,则当0≤
a1时,f(x)在[1,+o)上单调递增,
所以f(x)≥f(1)=-a-2'
。42≥二2,可得二1
2
所以0≤a≤1;
当a>1时,函数f(x)在[1,a]上单调
递减,在[a,十oo)上单调递增,
所以f(x)≥f(a)=alna-
2
、a
令h(a)=alna-2
一aa>1,可得
h'(a)In a-a,
令g(a)=h'(a)=lna-a,a>1,可
得g'(a)=
1-1<0
所以g(a)在(1,+∞)上单调递减,
所以g(a)<g(1)=一1<0,所以
h'(a)<0,所以h(a)在(1,+co)上单
调递减,
因为h(e)=
且h(a)≥-
2
2,所
以1<ae.
综上可得,实数a的取值范围为[0,e].
例3解:(1)设x∈[一1,0),则一x∈
(0,1],所以f(-x)=x-sinx.又
f(x)是奇函数,所以f(一x)=
一f(x),所以f(x)=-f(-x)=
-x+sinx.又f(0)=0,所以
fx)=(sin z0≤x≤1),
-x2+sinx(-1≤x<0).
(2)由题意得f(z)min>g(x)mi.
当x∈[0,1]时,f'(x)=2x+cosx>
0,所以f(x)在[0,1]上单调递增,
所以f(x)mm
=f(0)=0;
当x∈[-1,0)时,f'(x)=-2x+
cosx>0,所以f(x)在[一1,0)上单
调递增,
所以f(x)mim=f(-1)=-1-sin1<
0.综上,f(x)im=一1一sin1.
对于g(x),因为a>0,x>0,所以
ax十
一2≥2√a一2,当且仅当
1
ax
,即x=
工时等号成立·
所以g(x)mim=2√a-2,
所以-1-sin1>2a-2,整理得a<
(1-sin1)
所以实数a的取值范围是(0,
(1-sin1)
4
跟踪训练3
解:(1)f'(x)=mx+m
1
(mx-1)(x+1)
1-
,x>0.
E
当m≤0时,f'(x)<0恒成立,f(x)》
在(0,+十∞)上单调递减:
当m>0时,由f'(x)>0,解得x∈
(,+∞),即fx)在(,+∞)
上单调递增,
由f'x)<0,解得x∈(o,),
即f(x)在(0,)上单调递减.
综上所述,当≤0时,f(x)在
(0,+o)上单调递减;当m>0时,
fx)在(0,)上单调递减,在
(,+∞)上单调递增.
(2)当m>0时,由(1)知f(x)mm=
日)=am+1-易
易知gu)=2x+2e7>0在x∈
[1,十∞)上恒成立,所以g(x)在
1,十∞)上单调递增,
所以g(x)im=g(1)=2-2e,
由题意知f(x)mm≥g(x)mim,
1
1
即lnm+1-
·≥2
2m
2e'
设h(m)=lnm+1-,则h'(m)=
2m
+品>0,所以6m)为指函数。
172
又h@=2-品,所以m≥c
即m的取值范围是[e,十c∞).
》真题演练·重温高考
《
1.解:f(x)=(1-ax)ln(1十x)-x,
x∈[0,+∞),
则f'(z)=-aln(1+x)-
(a+1)x
1+x
8(x)=-aln(1+x)-(a+1)z
1+x
则g(x)=-1-
a+1
(1+x)2
因为当x≥0时,f(x)≥0,且f(0)=
0,f'(0)=0,
所以g'(0)=-2a-1≥0,得a≤
1
2
故a≤-2
是原不等式成立的一个必
要条件.
下面证明其充分性:
当a-2x≥0时,g)三
1
2(1+x)
2(1+x)
2(1+.x)月
≥0,
所以f'(x)在[0,十∞)上单调递增,
且f'(x)≥f'(0)=0,
所以f(x)在[0,十∞)上单调递增,且
f(x)≥f(0)=0.
综上,a的取值范固是(0,一]
2.解:(1)f'(x)=
cos a cos'x 3sin xcos'x sin x
cos"z
参考答案
°269
cos'x +3sin'x
3-2cos'x
cos"r
cos x
令cos2x=t,t∈(0,1),
3-2t
at2+2t-3
h(t)=a-
当a=8时,h(t)=
8t2+2t-3
t
(2t-1)(4t+3)
当1∈(o,2)时,()<0,即当x∈
(,)时f'x)<0:当1∈
(2)
时,h(t)>0,即当x∈
(0,)时f'(x)>0.
所以f(x)在(0,于)上单调递增,在
(于,)上单调递减。
(2)设g(x)=f(x)一sin2.x,
g'(x)=f'(x)-2cos2x=a
3-2cos"x
-2(2cos2x-1),同(1)中
cos'z
令cos2x=t,t∈(0,1),
9(1)=a-
3-2t
-2(2t-1)=a+
2-4t+2-3
,
2
6
9'(t)=-4-
-4t3-2t+6
t
2(t-1)(2t+2t+3)
t3
>0
所以p(t)<p(1)=a一3.
若a∈(-c∞,3],则p(t)<a-3≤0,
即g(z)≤0,g(x)在(0,2)上单调
递减,
所以g(x)<g(0)=0.
所以当a∈(一o∞,3]时,
f(x)<sin2x,符合题意.
若a∈(3,十∞),则当t+0时,2
是=-3}-3)+3·0,所
以9(t)·一o.
9(1)=a-3>0.
所以3t。∈(0,1),使得9(t。)=0,即
3x∈(0,受),使得g'z=0.
当t∈(to,1)时,9(t)>0,即当x∈(0,
x。)时,g'(x)>0,g(x)单调递增.
所以当x∈(0,x。)时,g(x)>
g(0)=0,不合题意.
综上,a的取值范围为(一∞,3].
微专题7导数与不等式的证明
》热点分类·考向探究《
例1证明:f(.x)=e+sinx一1,因为
sinx≥-1,所以f(x)≥e-2.
下面证明:e一2>lnx,
证法一先证e一2>x一1,即e2-
x1>0(x>0),
令g(x)=e-x-1(x>0),则
g(x)=e-1>0,
270红对闪讲与练·高三二轮数学
所以g(x)在(0,+∞)上单调递增,
所以g(x)>g(0)=0,即e-2>
x-1.①
再证x-1≥lnx,即x-1-lnx≥
0(x>0),
令g(x)=x-1-lnx,则9'(x)=1-
1
x
当0<x<1时,g'(x)<0,当x>1
时,9'(x)>0,
所以9(x)在(0,1)上单调递减,在
(1,+∞)上单调递增,
所以9(x)m=9(1)=0,即x-1
lnx≥0,所以x-1≥lnx.②
由①②得e-2>lnx.综上,f(x)>
lnx在(0,+o)上恒成立.
证法二设F(x)=e一2一lnx,则
F'(x)=e-
1
因为y=cy=一两个函数均在
(0,+∞)上单调递增,所以F'(x)在
(0,十∞)上单调递增
因为F'(分)=E-2<0,P'
e-1>0,
所以3。∈(分,使F'(红)
e-
1=0,所以e0=
,即
xo=一lnxo,
当x∈(0,xo)时,F'(x)<0,
当x∈(xo,+o∞)时,F'(x)>0,
所以F(x)在(0,xo)上单调递减,在
(x。·十∞)上单调递增,
所以F(x)≥F(x)=e。-2
1-2≥2
1
lnx。=xo+
2=2-2=0,
当且仅当x。=1时等号成立.
又因为xa≠1,所以F(x)>0,即e
2>Inx,所以f(x)>lnx在
(0,十o∞)上恒成立.
跟踪训练1证明:因为f(x)=xlnx
(x>0),所以f'(x)=1+lnx,
所以当x∈(0,日)时fx)<0.当
x∈(日+)时)>0
所以f(x)在(0,)上单调递减,在
(日,+∞)上单调递增,所以f(x)的
最小位为(日)=-吕
设函数h(x)=-5.x2+2x-
3
5
-(-)-6:
1122
所以h(x)在(0,十∞)上的最大值为
1
故f(z)>-5x+2x-5
例2解:(1)由题意得,函数∫(x)的定义
域为(0,+∞),且a>0,f(x)=
x
a-z
=
-ax'+z-a
令g(x)=-ax2十x-a,
当1-4a≤0,即a≥2
时,g(x)≤
0恒成立,则f(x)≤0,所以f(x)在
(0,十∞)上单调递减;
当1-a>0,即0<a<弓时,
令g(x)>0,解得
1-√1-4a
2a
t<
1+-4a,
则
f(x)在
2a
2a
2a
单调递增,
令g(x)<0,解得0<x<
1-√1-4a
或x>1+V4a
2a
2a
则f(x)在
和
2a
(+,+)
上单调递减。
2a
综上,当0<a<
时,f(x)在
们-√1-4a1+个-4a
上
2a
2a
单调递增,在
o,a)
和
2a
当a≥时,f(x)在(0,十oo)上单调
2
递减.
(2)证明:由(1)知,当0<a<号时,
f(x)有两个极值点x1x2(x1<x),
则x1,x?是方程g(x)=0的两个根,
由根与系数的关系,得x1xg=1,x1十
1
2=
所以0<x1<1<x2,f(x1)十
f(x2)+f(x1+x2)=f(x1)+
f()+f()=mx1-a(2
)+n-a(-x)+
f(日)=f()=n是-a(
a)=-lna-1+a,
令h(x)=-lnx-1+x2,0<x<
则'(x)=-1+2x-201
当0<x<
时,h'(x)<0,则h(x)
在(0,?)上单调递减,
从面A()>(2)=1n2-子,放
fx)+f)+fx1+x:)>n2-4
3
跟踪训练2证明:由f(x)=ax一sinx,
e[合],得r)=a-os
因为函数∫(x)有两个极值点,所以方
程f'(x)=a一cosx=0有两个不相
等的实根,
设为x1,x2且x1<x2,因为函数y=
cosx在x∈[合,]上的图象关微专题6不等式恒成立或有解问题
》考情分析
恒成立问题(能成立问题)多与参数的取值范围问题联系在一起,是近几年高考的热门题型,可以出现在
选择题、填空题或解答题中,也经常以压轴解答题的形式出现,难度较大,
热点分类》考向探究
考向1分离参数法
跟踪训练①(2025·江西鹰潭二模节选)已知函
例1(2025·山东淄博一模节选)已知函数
数f(x)=xlnx,若关于x的不等式f(x)≥
f(.x)=-e1十x十2,若对于任意x∈
ax一x一1恒成立,求实数a的取值范围.
(e,十o∞),f(x)<入x恒成立,求实数入的取值
范围
心听课记录
考向2分类讨论法
[例2已知函数f(x)=e(x2+a.x+1)(a∈R).
(1)求f(x)的单调区间;
4反思感悟,……
(2)若对任意x∈(0,+∞),f(x)>1恒成立,
分离参数法是将含参不等式中的参数通过恒等
求实数a的取值范围,
变形,使参数与其变量分离的一种方法.一般地,若
a>f(x)对x∈D恒成立,则只需a>f(.x)mx;若
听课记录
a<f(x)对x∈D恒成立,则只需a<f(x)mn.若
存在x。∈D,使a>f(.x。)成立,则只需a>
f(x)mn;若存在x。∈D,使a<f(xo)成立,则只需
a<f(x)mx.由此构造不等式,求参数的范围.
016
2对勾讲与练·高三二轮数学
考向3双变量的恒成立或有解问题
例3(2025·黑龙江绥化模拟)已知f(x)是定义
在[-1,1]上的奇函数,当x∈(0,1]时,
f(x)=x2十sinx,g(x)是定义在(0,十∞)上
的函数,且g(x)=ax+
L1-2(a>0).
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若对于Hx1∈[-1,1],3x2∈(0,+∞),
使得f(x1)>g(x2)成立,求实数a的取值
范围.
心听课记录
4反思感悟…
根据不等式恒成立求参数取值范围的关键是将
恒成立问题转化为最值问题,解此类问题的关键是
对参数分类讨论,在参数的每一段上求函数的最值,
并判断是否满足题意,若不满足题意,只需找一个值
或一段内的函数值不满足题意即可.
跟踪训练2(2025·湖北十堰糢拟)已知函数
f(x)=
2
+alnx-(a十l)x,若a≥0,
f(x)≥-
2对任意x∈山,十∞)恒成立
实数a的取值范围.
第一部分专题一函数、导数
017
,反思感悟…-………
总存在x2∈[1,十∞),使得f(x1)≥g(x2),
双变量的恒(能)成立问题的常见转化
求m的取值范围.
1.Hx1∈M,3x2∈N,f(x,)>g(xz)曰
f(x)nmin>g(x)nmin·
2.Hx1∈M,Hx2∈N,f(x1)>g(x2)台
f()min >g()max.
3.3x1∈M,3x2∈N,f(x1)>g(x2)台
f(x)mx>g(x)min·
4.3x1∈M,Vx2∈N,f(x,)>g(x2)台
f(x)max>g(x)mx·
跟踪训练目已知函数f:)=m?十(m
2e+1.
1
1)x-In x(m E R):g(x)=x2-
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)当m>0时,若对于任意的x1∈(0,十∞),
真题演练》重温高考
1.(2024·全国甲卷理节选)已知函数f(x)=2.(2023·全国甲卷理)已知函数f(x)=a.x一
(1-a.x)ln(1+x)-x,当x≥0时,f(x)≥
0,求a的取值范围.
o引
(1)当a=8时,讨论f(x)的单调性;
(2)若f(x)<sin2x,求a的取值范围.
温馨提示》请完成课时作业⑥
0182对勾讲与练·高三二轮数学