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课时冲关21利用导数研究不等式的恒成立(能)成立问题
学生用书P303
1.(2024:西安市质检)已知函数fx)=lnx,g)=x一1.
1)求函数y=x)的图像在x=1处的切线方程:
(②)若不等式x)≤ag()对任意的x∈(1,十∞)均成立,求实数a的取值范围.
解:1)fx)=,f(1)=1.
又1)=0,所求切线的方程为y-1)=f(1)心-1),
即为x-y-1=0.
(2)易知对任意的x∈(1,+o∞),fx)>0,gx)>0.
①当a≥1时,x)gw)≤agx);
②当a≤0时,fx)>0,ag(x)≤0,
不满足不等式x)≤g(w);
③当0KK1时,设p(x)=f)-agx)=nx-a(-1),则o'(x)=-ax>1),
令p'(x)=0,得x=,
当x变化时,o'w),(x)的变化情况如下表:
o'(x)
0
00x)
0
极大值
0
∴.p(x)ax=0>p(1)=0,不满足不等式
综上所述,实数a的取值范围为[1,+o),
2.(2024广东汕头联考)己知fx)=xex-x2一x十1,a≠0.
(1)当a=1时,求x)的单调区间:
(2)若3≥1,使fx)<成立,求参数a的取值范围.
解:1)当a=1时,w)=xe--x+1,
所以fw)=e+xe-x-1=(e-1)x+1).由f(x)>0,得x<-1或x>0;由f(x)<
0,得-1<x<0.
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所以fx)的单调递减区间为(-1,0),x)的单调递增区间为(-∞,-1),(0,+∞).
(2)由题意,得fx)mn<(x≥1),
因为fw)=(+1)(e-1),由()=0,解得x1=-,2=0.
①当a>0时,因为x≥1,所以f(x)>0,所以fx)单调递增,即fx)mm=1).
1)=e-<,即e&-a<0,
设g(a=e-a(a>0),g'(=e2-1>0.
所以g(admm>g(0)=e-0=1>0,即e>a恒成立,即g(a)>0,所以不等式e&-a<0无
解;
②当a<0时,
当x变化时,f(w),x)变化情况如下表:
x
(-∞,0)
0
f(x)
0
0
+
Ax)
极大值
0
极小值
0
且f0)=1>0,由①知f1)>恒成立,
若3和≥1,使xo)<,则
所以
所以解得1-<a<0.
综上所述,参数a的取值范围为.
3.(2024唐山市模拟)函数x)=x21nx一1),
(1)求函数y=x)在点(1,f1)处的切线方程;
(2)若m>0时,有mfx)十e≥0成立,求m的取值范围.
解:(1)f(x)=2x(nx-1)+x=2xnx-x,
f(1)=-1,又f1)=-1,
所以在点(1,1)处的切线方程为x+y=0.
(2)由于函数y=x)定义域为(0,+∞),
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所以m/w)+e≥0÷x2(lnx-1)+e≥0÷
x(lnx-1)≥-,令gx)=x(nx-1)
则g'w)=lnx,可得当x∈(0,1)时,g'x)<0,当x∈(1,+o)时,g'(x)>0,
所以g(x)mm=g(1)=-m,
令h(x)=-,则h'(x)=,
可得当x∈(0,1)时,h'(x)>0,当x∈(1,+o)时,h'(w)<0,所以h(x)mx=1)=-
因此,由-m≥-e得,≤e,
所以,m的取值范围为(0,e].
4.(2024石家庄市模拟)己知函数fx)=2x一1)nx十a,其中(a∈R).
I)当a=0时,求函数x)的单调区间;
(2)若对于任意x>0,都有x)≤0恒成立,求a的取值范围.
解:1)当a=0时,x)=2c-1)lnx,
f(x)=2lnx+=2nx-+2,
.f(x)在(0,+o)上单调递增,又(1)=0,
当x∈(0,1)时,f(x)<0,当x∈(1,+∞)时,f(x)>0,
x)的单调减区间为(0,1),单调增区间为(1,+o).
(2)设g()=2x-1)lnx-(x>0),则g'(x)=2lnx-+3-2x+,
g”(x)=+-2-=
=-≤0,
g'(x)在(0,+∞)上单调递减,又g'(1)=0,
当x∈(0,1)时,g'(x)>0,当x∈(1,+∞)时,g'(x)<0,
:gw)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,
.gx)≤g(1)=0,
即2(x-1)nx≤在(0,+∞)上恒成立,当且仅当x=1时取等号,
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由(1)可知2(x-1)nx≥0,x2-x-1+≥0,
显然当x=1时,a取任何数都成立,
当x≠1时,<1,即->-1,
.2(x-1)nx+0恒成立,
.a≤-恒成立,
.‘.a≤-1.
所以a的取值范围是(-oo,-1].
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