第3章 重难专攻2 不等式恒(能)成立问题(学用讲义)-【优学精研】2027年高考数学一轮总复习学用Word(创新版)
2026-07-14
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教辅
摘要:
该高中数学高考复习学案聚焦不等式恒(能)成立问题核心考点,整合分离参数法、分类讨论法等解题方法,按“问题转化—函数构造—最值求解”逻辑构建知识网络,通过例题引导学生自主推导参数分离与分类讨论的步骤,形成系统性解题框架。
亮点在于自主探究设计与分层训练,如例1引导学生自主构造函数求最值,练2设置基础与综合题分层演练,培养数学思维(逻辑推理)与数学语言(模型表达)素养。每个方法模块配解题反思表,帮助学生自主诊断薄弱环节,教师可通过学情精准指导,助力因材施教。
内容正文:
重难专攻2 不等式恒(能)成立问题
用导数解决不等式恒(能)成立问题的常用方法有分离参数法、分类讨论法等,其解题思路是构造新函数分类讨论,将不等式恒(能)成立问题转化为函数的最值问题处理.
分离参数法
已知函数f(x)=xln x,若对于任意的x∈[,e],恒有f(x)≤ax-1,求实数a的取值范围.
分离参数法是将含参不等式中的参数通过恒等变形,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)max;若a<f(x)对x∈D恒成立,则只需a<f(x)min.若存在x0∈D,使a>f(x0)成立,则只需a>f(x)min;若存在x0∈D,使a<f(x0)成立,则只需a<f(x)max.由此构造不等式,求参数的范围.
练1 (2025·山东济宁一模节选)已知函数f(x)=ex-ax-1,若f(x)≤x2在(0,+∞)上有解,求实数a的取值范围.
分类讨论法
已知函数f(x)=ln x-a(x-1),a∈R,x∈[1,+∞),且f(x)≤恒成立,求a的取值范围.
已知不等式恒(能)成立求参数范围问题,一般将其转化为最值问题.解决因参数取值不同导致所得结果不同问题的关键是构造函数,再对参数分类讨论,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.
练2 (2026·河北石家庄教学质量检测)已知函数f(x)=.
(1)当x>0时,求函数f(x)的最小值;
(2)若关于x的不等式f(x)≥ax-aln x+e-1恒成立,求实数a的取值范围.
提示:完成课后作业 第三章 重难专攻2
答案
重难专攻2 不等式恒(能)成立问题
考点一
【例1】 解:当≤x≤e时,恒有f(x)≤ax-1等价于当≤x≤e时,a≥ln x+恒成立.
令g(x)=ln x+,x∈[,e],则g'(x)=-=,x∈[,e].
当x∈[,1)时,g'(x)<0,所以g(x)在区间[,1)上单调递减;当x∈(1,e]时,g'(x)>0,所以g(x)在区间(1,e]上单调递增.
而g( )=-ln e+e=e-1>1.5,g(e)=1+<1.5,所以g(x)在区间[,e]上的最大值为g( )=e-1.所以当a≥e-1时,对于任意x∈[,e],恒有f(x)≤ax-1.
综上所述,实数a的取值范围是[e-1,+∞).
练1 解:因为f(x)≤x2在(0,+∞)上有解,
所以ex-x2-ax-1≤0在(0,+∞)上有解,
当x>0时,不等式等价于a≥-( x+)在(0,+∞)上有解,
令g(x)=-( x+),则g'(x)=-
=,
令g'(x)=0,得x=1,
所以当0<x<1时,g'(x)<0;当x>1时,g'(x)>0,
所以g(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
所以当x=1时,g(x)min=e-2,所以a≥e-2,
综上可知,实数a的取值范围是[e-2,+∞).
考点二
【例2】 解:f(x)-
=,
构造函数g(x)=xln x-a(x2-1)(x≥1),
g'(x)=ln x+1-2ax,
令F(x)=g'(x)=ln x+1-2ax(x≥1),F'(x)=.
①若a≤0,则F'(x)>0,g'(x)在[1,+∞)上单调递增,g'(x)≥g'(1)=1-2a>0,
∴g(x)在[1,+∞)上单调递增,g(x)≥g(1)=0,从而f(x)-≥0,不符合题意.
②若0<a<,当x∈[1,)时,F'(x)>0,
∴g'(x)在[1,)上单调递增,从而g'(x)≥g'(1)=1-2a>0,
∴g(x)在[1,)上单调递增,g(x)≥g(1)=0,从而f(x)-≥0,不符合题意.
③若a≥,则F'(x)≤0在[1,+∞)上恒成立,
∴g'(x)在[1,+∞)上单调递减,g'(x)≤g'(1)=1-2a≤0.
∴g(x)在[1,+∞)上单调递减,
从而g(x)≤g(1)=0,f(x)-≤0,
综上,a的取值范围是[,+∞).
练2 解:(1)f'(x)=,
当x∈(0,1)时,f'(x)<0,f(x)单调递减,
当x∈(1,+∞)时,f'(x)>0,f(x)单调递增,
所以f(x)min=f(1)=e.
(2)设h(x)=f(x)-ax+aln x-(e-1),则当x>0时,h(x)≥0恒成立,
h'(x)=-a+
=,
由(1)得当x>0时,≥e,即ex≥ex,
①当a≤e,x>0时,ex-ax≥ex-ex≥0,
当x∈(0,1)时,h'(x)<0,h(x)单调递减,
当x∈(1,+∞)时,h'(x)>0,h(x)单调递增,
所以h(x)≥h(1)=e-a-(e-1)=1-a≥0,所以a≤1.
②当a>e时,h(1)=1-a<0,这与h(x)≥0矛盾.
综上,实数a的取值范围为(-∞,1].
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