内容正文:
重难点培优09 导数中的秘密武器——洛必达法则
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01 知识重构·重难梳理固根基 1
02 题型精研·技巧通法提能力 3
题型01 洛必达法则的简单计算(★★★★) 3
题型02 用洛必达法则处理型函数(★★★★) 5
题型03 用洛必达法则处理型函数(★★★★★) 8
题型04 用洛必达法则解决函数综合问题(★★★) 11
03 实战检测·分层突破验成效 13
重难知识巩固 13
创新能力提升 19
知识重构·重难梳理固根基
知识点01 洛必达法则
洛必达法则定义:在一定条件下,通过分子分母分别求导,再求极限来确定未定式的值的方法,称为洛必达法则。
1.法则1(型):若函数和满足下列条件:
(1)设当时, 及;
(2)在点处函数和的图像是连续的,即函数和在点处存在导数;
(3);则:.
2.法则2(型): 若函数和满足下列条件:
(1) 及;
(2)在点处函数和的图像是连续的,即函数和在点处存在导数;
(3),则:.
3.法则3(型):若函数和满足下列条件:
(1)及;
(2)在点处函数和的图像是连续的,即函数和在点处存在导数;且;
(3),则:=
知识点02 洛必达法则中的注意事项
1.将上面公式中的 换成 洛必达法则也成立.
(2)洛必达法则可处理 型.
(3)在着手求极限前, 首先要检查是否满足 , 型定式, 否则滥用洛必达法则会出错。当不满足三个前提条件时, 就不能用洛必达法则, 这时称洛必达法则不适用, 应从另外途径求极限.
4. 若条件符合, 洛必达法则可连续多次使用, 直到求出极限为止., 如满足条件, 可继续使用洛 必达法则。
知识点03 利用洛必达法则解决导数问题的基本思路是:
(1)在求参数范围或证明不等式时,若分离参数后得到函数 ,其定义域在端点 处无定义,但需确定 在 处的极限以得到参数的临界值;
(2)判断该极限是否为 或 型的未定式;
(3)验证洛必达法则的使用条件(分子分母在去心邻域内可导,且分母导数不为0,导数之比的极限存在或为无穷大);
(4)对分子分母分别求导,计算极限,若仍为未定式则连续使用,直至求出极限值,从而将参数范围问题转化为确定的数值比较。
知识点04 洛必达法则在导数综合题中的核心应用策略:
(1)分离参数结合极限:当不等式 在区间 上恒成立,分离得 ,若 的最小值在端点处取极限(端点无定义),则用洛必达求该极限作为参数的临界值;
(2)多次洛必达:若一次求导后仍为未定式,可继续求导,但每次均需重新验证条件,直至分母导数不为0或得到确定极限;
(3)转化其他未定式:对 型,将其中一个因子取倒数化为 或 ;对 型,通分化为分式;对 、、 型,取对数转化为 再处理;
(4)与端点效应协同:当端点处函数值及低阶导数均为0时,可结合洛必达快速求高阶导数比值,避免逐阶求导的繁琐。
知识点05 洛必达法则的实用技巧与简化方法:
(1)求导前先对分子分母进行因式分解、约分或等价无穷小替换(如 ),简化求导运算;
(2)若极限是单侧极限(如 ),需明确方向,并在求导后代入对应方向;
(3)洛必达法则只需求出极限值,不必构造辅助函数,常用于填空题快速得解,在解答题中若使用,务必在关键步骤注明“由洛必达法则得”,并简述满足条件;
(4)若导数比极限不存在(非无穷大),则洛必达失效,应立即改用泰勒展开或夹逼准则,但北京卷压轴题通常不会出现此类复杂情形。
知识点06 利用洛必达法则的易错点与关键提醒:
(1)条件不满足仍使用:未检查是否为 或 型,直接求导导致错误结论;
(2)忽略分母导数为零:若求导后分母在极限点处仍为0,则需继续使用洛必达,不能停止;
(3)极限存在性未验证:若导数之比的极限不存在(如震荡),则洛必达法则失效,但原极限可能存在,需换方法;
(4)数列极限误用:洛必达仅适用于函数极限,数列极限应先转化为连续函数再使用;
(5)端点取值与等号:若极限值恰好使不等式取等,需结合端点是否在定义域内决定参数是否包含该值,一般区间开闭需单独说明。
题型精研·技巧通法提能力
题型01 洛必达法则的直接应用
【技巧通法·提分快招】 洛必达法则的应用技巧
核心口诀:零比零或无穷比无穷,上下求导再极限;一次不行反复用,验证条件莫放松。
高分技巧:
识别标准型:洛必达法则仅适用于 型或 型未定式极限。使用前必须确认当 (或 )时,分子分母同时趋于0或同时趋于无穷大,否则不可使用;
直接求导法:若极限为 且满足未定式条件,则 。求导后若仍是未定式,可继续使用洛必达法则,直到能直接代入求出极限为止(通常不超过3次).
1.两个无穷小之比或两个无穷大之比的极限可能存在,也可能不存在,为此,洛必达在1696年提出洛必达法则,即在一定条件下通过对分子、分母分别求导再求极限来确定未定式值的方法,如,则( )
A. B. C.1 D.2
【答案】B
【详解】.
故选:B
2.1696年,洛必达在他的著作《无限小分析》一书中创造了一种算法,用以寻找满足一定条件的两函数之商的极限,法则的大意为:在一定条件下通过对分子、分母分别求导再求极限来确定未定式值的方法.如:,按此法则有( )
A.2 B.1 C.0 D.-2
【答案】A
【详解】由题意可得
,
故选:A.
3.们把分子、分母同时趋近于0的分式结构称为型,比如:当时,的极限即为型.两个无穷小之比的极限可能存在,也可能不存在,为此,洛必达在1696年提出洛必达法则:在一定条件下通过对分子、分母分别求导再求极限来确定未定式值的方法.如:,则( )
A.0 B. C.1 D.2
【答案】D
【详解】,
故选:D
4.我们把分子、分母同时趋近于0的分式结构称为型,比如:当时,的极限即为型.两个无穷小之比的极限可能存在,也可能不存在,为此,洛必达在1696年提出洛必达法则:在一定条件下通过对分子、分母分别求导再求极限来确定未定式值的方法.如:,则( )
A. B. C.1 D.2
【答案】B
【详解】由题意得,
故选:B
题型02 用洛必达法则处理型函数
【技巧通法·提分快招】 洛必达法则处理型的应用技巧
用洛必达法则处理型极限,先验证分子分母极限都为0,满足使用条件;再分别求导再取极限,若仍未定形可继续求导。注意它不能直接写在高考大题步骤里,多用于快速探路、检验答案,正式解答尽量用构造函数、等价变形书写。
1.我们把分子、分母同时趋近于0的分式结构称为型,比如:当时,的极限即为型.两个无穷小之比的极限可能存在,也可能不存在,为此,洛必达在1696年提出洛必达法则:在一定条件下通过对分子、分母分别求导再求极限来确定未定式值的方法.如:,则________.
【答案】/0.5
【详解】
故答案为:
2.(2025高三·全国·专题练习) .
【答案】1
【详解】.
故答案为:1.
3.1696年,洛必达在他的著作《无限小分析》一书中创造了一种算法,用以寻找满足一定条件的两函数之商的极限,算法之一为:若函数和满足下列条件:
①,
②在点a的去心邻域内与可导,且
③,那么据此回答下面问题:
(1)求的值,并用导数的定义证明:
(2)已知
(i)求函数的单调递减区间;
(ii)若对任意恒成立,求实数a的取值范围.
【详解】(1)1,证明:,
依据导数的定义:
(2)(i)因为,定义域为R,
所以,
令,解之得:,
所以的单调递减区间为,
(ii)因为对任意恒成立,且当时,不等式显然成立,
所以,当时,原式可转化为恒成立,
令,即,
因为,
令,
,
当时,,
,在上单调递减,
所以,
即时,
所以在上单调递减,
,
所以,
当时,
因为,
所以,
所以,
所以,
综上可知:实数a的取值范围为
4.已知函数,.若对任意,不等式恒成立,求的取值范围.
【详解】因为对任意,不等式恒成立,
即在内恒成立,
即在内恒成立,
①当时,,不等式成立;
②当时,,不等式成立;
③当时,即,
令,
则
,
所以在内单调递增,
由洛必达法则得,
所以,故的取值范围是.
题型03 用洛必达法则处理型函数
【技巧通法·提分快招】 洛必达法则处理型的应用技巧
处理型极限,先确认分子、分母都趋于无穷,才可使用洛必达法则。分别对分子分母求导再求极限,若还是未定式可继续求导。高考大题不要直接书写该法则,多用于预判答案,正式过程优先采用放缩、构造函数来完成证明。
1.已知函数的定义域为.
(1)求m的值;
(2)求证:不存在极值点;
(3)对任意给定的,求证:关于x的方程恰有一个正根.
【详解】(1)要使函数有意义,须满足,
若,解得,不符合题意,舍去;
若,解得,
因为函数的定义域为,
所以,解得;
(2)由(1)知,,
所以,
令,
所以
,
因为在上是单调递增的,
所以当时, ,,在上单调递增;
当时, ,,在上单调递减,
所以在处取得极大值,即,
但是不在函数的定义域内,
因此在定义域内没有零点,即不存在极值点;
(3)由(2)知在上单调递减,且,
所以,即在上单调递减,
当时,由洛必达法则可知,
当时,和都趋近于,
但是的增长速度比慢,所以,
综上可知,当时,,
所以当时,方程恰有一个正根.
2.已知函数的定义域为.
(1)求m的值;
(2)求证:不存在极值点;
(3)对任意给定的,求证:关于x的方程恰有一个正根.
【详解】(1)要使函数有意义,须满足,
若,解得,不符合题意,舍去;
若,解得,
因为函数的定义域为,
所以,解得;
(2)由(1)知,,
所以,
令,
所以
,
因为在上是单调递增的,
所以当时, ,,在上单调递增;
当时, ,,在上单调递减,
所以在处取得极大值,即,
但是不在函数的定义域内,
因此在定义域内没有零点,即不存在极值点;
(3)由(2)知在上单调递减,且,
所以,即在上单调递减,
当时,由洛必达法则可知,
当时,和都趋近于,
但是的增长速度比慢,所以,
综上可知,当时,,
所以当时,方程恰有一个正根.
题型04 用洛必达法则解决函数综合问题
【技巧通法·提分快招】 洛必达法则处理函数综合题的应用技巧
函数综合题(如恒成立、存在性)里,出现 “” 型,用洛必达法则求极限,分析函数趋势、最值,结合导数研究单调性,解决参数范围、零点等问题。
1.若不等式对于恒成立,求的取值范围.
【详解】当时,原不等式等价于.
记,则.
记,则.
因为,,
所以在上单调递减,且,
所以在上单调递减,且.
因此在上单调递减,且,
故,因此在上单调递减.
由洛必达法则有,
即趋向于0时,趋向,即有.
故时,不等式对于恒成立.
2.已知 恒成立, 求 的取值范围
【详解】 记 ,
则
则
所以, 在 单调递增, 且
所以 时, 时,
即 在 上单调递减, 在 上单调递增
所以
所以
3. 恒成立, 求的取值范围.
【详解】
记 ,
则
则
所以, 当 时, 单调递减,
所以 即
所以
所以
所以
4. 恒成立, 求 的取值范围.
解:
记 ,
则
记
则
所以, 在 单调递增, 所以
所以, 在 单调递增, 所以
即在 上 , 所以 在 上单调递增
所以
所以
实战检测·分层突破验成效
重难知识巩固
1.(25-26高三上·安徽蚌埠·月考)函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】因为当时,该函数无意义,故排除AC选项,
根据洛必达法则知,故D错误
故选:B.
2.年,洛必达在他的著作《无限小分析》一书中创造了一种算法,用以寻找满足一定条件的两函数之商的极限,法则的大意为:在一定条件下通过对分子、分母分别求导再求极限来确定未定式值的方法.如:,按此方法则有 .
【答案】
【详解】由题意可得:.
故答案为:.
3.(2025高三·全国·专题练习)已知函数,.若当时,恒成立,则实数的取值范围为 .
【答案】
【详解】当时,,不等式成立;
当时,,令,依题意,,
求导得,令,求导得,
函数在上单调递增,则,即,
函数在上单调递增,由洛必达法则知,
因此恒成立,则,
所以实数的取值范围为.
故答案为:
4.求下列极限:
(1);
(2);
(3).
【详解】(1)原式.
说明:当时,,,sin x∽x.
(2)原式洛必达法则;
说明:当时,,,.
(3)令,则原式洛必达法则洛必达法则.
5.恒成立,求的取值范围
【详解】,
记,,
则,
记,
则,
而,
所以,在单调递增,所以,
所以,在单调递增,所以,
即在上,所以在上单调递增,
所以,
所以.
6.若不等式对于恒成立,求的取值范围.
【详解】当时,原不等式等价于.
记,则.
记,则.
因为,,
所以在上单调递减,且,
所以在上单调递减,且.
因此在上单调递减,且,
故,因此在上单调递减.
由洛必达法则有,
即趋向于0时,趋向,即有.
故时,不等式对于恒成立.
7.已知.
(1)求的单调区间;
(2)若对任意,不等式恒成立,求的取值范围.
【详解】(1)由解析式知:的定义域为且,
令,则
∴当时,;当时,,
∴在单调递减,在单调递增,即,
∴在上单调递增,即的增区间为,无减区间.
(2)解法1:直接求导,分类讨论.
对任意,不等式恒成立等价于对任意,不等式恒成立.
令,则,
令,则,由知:,
①当,即时, 即,即在上单调递减,又,
∴时,,即在上单调递减,又,
∴时,,符合题意.
②若,即,
当时,,
∴在单调递增,即时,,
故不恒成立,不合题意.
③若,则恒成立,所以在单调递增.
∴时,,即在单调递增,
又时,,即恒成立,不合题意.
综上所述,的取值范围是.
解法2:
对任意,不等式恒成立等价于对任意,恒成立.
令,则,记,
①当时,,此时,在单调递减,又,
所以时,,即对任意,恒成立.
②当时,,在上单调递增,又,
所以时,,即对任意,恒成立,不符合题意.
③时,不等式化为,显然不成立.
④当且时,方程的二根为,,
若,,,则在单调递增,又,所以时,,即不等式不恒成立;
若,,则在单调递增,又,所以时,,即不等式不恒成立.
综上所述,的取值范围是.
解法3:参数分离
当,对任意,不等式恒成立等价于对任意,恒成立.
记,则
,
记,
则,
所以在单调递减,又,所以,时,,即,
所以在单调递减.所以,
综上所述,的取值范围是.
8.设函数,
(1)若,(为常数),求的解析式;
(2)在(1)条件下,若当时,,求的取值范围.
【详解】(1)解:因为,,
所以,,
解得,
所以;
(2)由(1)可知,时,,此时,;
故时,成立时,成立,
对恒成立,
即对恒成立;
记,则,
记,则,
记 ,则 ,
∴当0时,,在上单调递增;
,
所以在上单调递增;;
∴时,0,即在上单调递增;
记,,
当时,,符合洛必达法则条件,
∴,
∴时,,
∴.
创新能力提升
1.(2025高三·全国·专题练习)已知数列满足,,满足,满足.
(1)求数列的通项公式.
(2)试比较与的大小,并说明理由.
(3)是否能小于等于一个常数?若能,求出k的取值范围;若不能,请说明理由.
【详解】(1)依题意得:,
所以是等差数列,
首项,公差,
所以,从而;
(2)由(1)得,
构造函数,则
当时,,所以函数在区间上单调递增,
当时,,所以函数在区间上单调递减,
所以,
即,当且仅当时取等号,
所以,当且仅当时取等号,即,
累加即得,当且仅当时取等号;
(3),,
不妨设,令,
则,,
令,由,得,在上单调递增,
由洛必达法则得,从而,所以.
2.(25-26高三上·重庆沙坪坝·开学考试)记函数 ;
(1)求函数 的极值点个数;
(2)记函数 的极值点为 ,证明:
① ;
②数列 单调递减.
(提示: 时, )
【详解】(1)由提示知,,显然不是其极值点,
故,,
令,,
,
当时,,当时,,
故在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
又,且代入,此时,
故存在,有,
且时,,且时,(不恒为零),
从而在上单调递减,上单调递增,
故存在唯一极小值点,无极大值点.
(2)①由(1)可知,为唯一的极值点,且为极小值点,
由单调性和正负性可知,等价于,
又,只需证,
即证,令,
只用证,,
令,
易知在单调递减,且,
则存在,有,且时,,时,,
故在单调递增,在单调递减,又,
且由洛必达法则,,
故时,,即,,证毕;
②由(1)可知,,故单调递减只需证,
即证:,
由,则有,
代入有:
,
因为,则,若,
只需:,
关注到因式分解,有:,
只需,
由前可知,,证毕.
3.设函数,,,且有唯一零点.
(1)求a的取值范围;
(2)证明:存在三个零点;
(3)记的零点为p,最小的零点为q,证明:,其中e是自然对数的底数.
【详解】(1)当时,,
令,得,而,故,
当时,令得,,
令,,令,,
则,因为,则,
则,则,则在单调递减,
则,即,即在上恒成立,
则时,,
而时,,
时,,则,
故在上恒成立,
故在上单调递减,而,,
故,解得
(2),设,,,
则,令,解得,此时单调递减,即单调递减,
令,解得,此时单调递增,即单调递增,
而,,
当,且时,,当,,
故存在满足,使得,
且当时,,此时单调递增,
时,,此时单调递减,
时,,此时单调递增,而,
则,则,
而当时,;,且时,,
则根据零点存在定理知在和上各有一根,加上,
则存在三个零点.
(3),则;
,即,且,则,
因为,所以,
令,,则,
设,其中,
则,则在上单调递增,
故,则在恒成立,
则,则,
则在上恒成立,
则在上单调递增,设,
且,,在点1的某去心邻域内两者皆可导,且,
且,
则,作出如下图象,
因为,则,
要证,即证,
只需证,
即证,即证,
设,
则,
令,
则,
令
则,
令
,
故,
则,则在上单调递增,
则,得证,
故,故.
4.在函数极限的运算过程中,洛必达法则是解决未定式型或型极限的一种重要方法,其含义为:若函数和满足下列条件:
①且(或,);
②在点的附近区域内两者都可导,且;
③(可为实数,也可为),则.
(1)用洛必达法则求;
(2)函数(,),判断并说明的零点个数;
(3)已知,,,求的解析式.
参考公式:,.
【详解】(1)
(2),,
所以,.
当时,,函数在上单调递减,
当时,,函数在上单调递增,
,,
当时,,所以仅在时存在1个零点.
(3),所以,,…,
将各式相乘得,
两侧同时运算极限,所以,
即,
令,原式可化为,又,
由(1)得,
故,由题意函数的定义域为,
综上,
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题型03 用洛必达法则处理型函数(★★★★★) 6
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重难知识巩固 7
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知识点01 洛必达法则
洛必达法则定义:在一定条件下,通过分子分母分别求导,再求极限来确定未定式的值的方法,称为洛必达法则。
1.法则1(型):若函数和满足下列条件:
(1)设当时, 及;
(2)在点处函数和的图像是连续的,即函数和在点处存在导数;
(3);则:.
2.法则2(型): 若函数和满足下列条件:
(1) 及;
(2)在点处函数和的图像是连续的,即函数和在点处存在导数;
(3),则:.
3.法则3(型):若函数和满足下列条件:
(1)及;
(2)在点处函数和的图像是连续的,即函数和在点处存在导数;且;
(3),则:=
知识点02 洛必达法则中的注意事项
1.将上面公式中的 换成 洛必达法则也成立.
(2)洛必达法则可处理 型.
(3)在着手求极限前, 首先要检查是否满足 , 型定式, 否则滥用洛必达法则会出错。当不满足三个前提条件时, 就不能用洛必达法则, 这时称洛必达法则不适用, 应从另外途径求极限.
4. 若条件符合, 洛必达法则可连续多次使用, 直到求出极限为止., 如满足条件, 可继续使用洛 必达法则。
知识点03 利用洛必达法则解决导数问题的基本思路是:
(1)在求参数范围或证明不等式时,若分离参数后得到函数 ,其定义域在端点 处无定义,但需确定 在 处的极限以得到参数的临界值;
(2)判断该极限是否为 或 型的未定式;
(3)验证洛必达法则的使用条件(分子分母在去心邻域内可导,且分母导数不为0,导数之比的极限存在或为无穷大);
(4)对分子分母分别求导,计算极限,若仍为未定式则连续使用,直至求出极限值,从而将参数范围问题转化为确定的数值比较。
知识点04 洛必达法则在导数综合题中的核心应用策略:
(1)分离参数结合极限:当不等式 在区间 上恒成立,分离得 ,若 的最小值在端点处取极限(端点无定义),则用洛必达求该极限作为参数的临界值;
(2)多次洛必达:若一次求导后仍为未定式,可继续求导,但每次均需重新验证条件,直至分母导数不为0或得到确定极限;
(3)转化其他未定式:对 型,将其中一个因子取倒数化为 或 ;对 型,通分化为分式;对 、、 型,取对数转化为 再处理;
(4)与端点效应协同:当端点处函数值及低阶导数均为0时,可结合洛必达快速求高阶导数比值,避免逐阶求导的繁琐。
知识点05 洛必达法则的实用技巧与简化方法:
(1)求导前先对分子分母进行因式分解、约分或等价无穷小替换(如 ),简化求导运算;
(2)若极限是单侧极限(如 ),需明确方向,并在求导后代入对应方向;
(3)洛必达法则只需求出极限值,不必构造辅助函数,常用于填空题快速得解,在解答题中若使用,务必在关键步骤注明“由洛必达法则得”,并简述满足条件;
(4)若导数比极限不存在(非无穷大),则洛必达失效,应立即改用泰勒展开或夹逼准则,但北京卷压轴题通常不会出现此类复杂情形。
知识点06 利用洛必达法则的易错点与关键提醒:
(1)条件不满足仍使用:未检查是否为 或 型,直接求导导致错误结论;
(2)忽略分母导数为零:若求导后分母在极限点处仍为0,则需继续使用洛必达,不能停止;
(3)极限存在性未验证:若导数之比的极限不存在(如震荡),则洛必达法则失效,但原极限可能存在,需换方法;
(4)数列极限误用:洛必达仅适用于函数极限,数列极限应先转化为连续函数再使用;
(5)端点取值与等号:若极限值恰好使不等式取等,需结合端点是否在定义域内决定参数是否包含该值,一般区间开闭需单独说明。
题型精研·技巧通法提能力
题型01 洛必达法则的直接应用
【技巧通法·提分快招】 洛必达法则的应用技巧
核心口诀:零比零或无穷比无穷,上下求导再极限;一次不行反复用,验证条件莫放松。
高分技巧:
识别标准型:洛必达法则仅适用于 型或 型未定式极限。使用前必须确认当 (或 )时,分子分母同时趋于0或同时趋于无穷大,否则不可使用;
直接求导法:若极限为 且满足未定式条件,则 。求导后若仍是未定式,可继续使用洛必达法则,直到能直接代入求出极限为止(通常不超过3次).
1.两个无穷小之比或两个无穷大之比的极限可能存在,也可能不存在,为此,洛必达在1696年提出洛必达法则,即在一定条件下通过对分子、分母分别求导再求极限来确定未定式值的方法,如,则( )
A. B. C.1 D.2
2.1696年,洛必达在他的著作《无限小分析》一书中创造了一种算法,用以寻找满足一定条件的两函数之商的极限,法则的大意为:在一定条件下通过对分子、分母分别求导再求极限来确定未定式值的方法.如:,按此法则有( )
A.2 B.1 C.0 D.-2
3.们把分子、分母同时趋近于0的分式结构称为型,比如:当时,的极限即为型.两个无穷小之比的极限可能存在,也可能不存在,为此,洛必达在1696年提出洛必达法则:在一定条件下通过对分子、分母分别求导再求极限来确定未定式值的方法.如:,则( )
A.0 B. C.1 D.2
4.我们把分子、分母同时趋近于0的分式结构称为型,比如:当时,的极限即为型.两个无穷小之比的极限可能存在,也可能不存在,为此,洛必达在1696年提出洛必达法则:在一定条件下通过对分子、分母分别求导再求极限来确定未定式值的方法.如:,则( )
A. B. C.1 D.2
题型02 用洛必达法则处理型函数
【技巧通法·提分快招】 洛必达法则处理型的应用技巧
用洛必达法则处理型极限,先验证分子分母极限都为0,满足使用条件;再分别求导再取极限,若仍未定形可继续求导。注意它不能直接写在高考大题步骤里,多用于快速探路、检验答案,正式解答尽量用构造函数、等价变形书写。
1.
我们把分子、分母同时趋近于0的分式结构称为型,比如:当时,的极限即为型.两个无穷小之比的极限可能存在,也可能不存在,为此,洛必达在1696年提出洛必达法则:在一定条件下通过对分子、分母分别求导再求极限来确定未定式值的方法.如:,则________.
2.(2025高三·全国·专题练习) .
3.1696年,洛必达在他的著作《无限小分析》一书中创造了一种算法,用以寻找满足一定条件的两函数之商的极限,算法之一为:若函数和满足下列条件:
①,
②在点a的去心邻域内与可导,且
③,那么据此回答下面问题:
(1)求的值,并用导数的定义证明:
(2)已知
(i)求函数的单调递减区间;
(ii)若对任意恒成立,求实数a的取值范围.
3.已知函数,.若对任意,不等式恒成立,求的取值范围.
题型03 用洛必达法则处理型函数
【技巧通法·提分快招】 洛必达法则处理型的应用技巧
处理型极限,先确认分子、分母都趋于无穷,才可使用洛必达法则。分别对分子分母求导再求极限,若还是未定式可继续求导。高考大题不要直接书写该法则,多用于预判答案,正式过程优先采用放缩、构造函数来完成证明。
1.已知函数的定义域为.
(1)求m的值;
(2)求证:不存在极值点;
(3)对任意给定的,求证:关于x的方程恰有一个正根.
2.已知函数的定义域为.
(1)求m的值;
(2)求证:不存在极值点;
(3)对任意给定的,求证:关于x的方程恰有一个正根.
题型04 用洛必达法则解决函数综合问题
【技巧通法·提分快招】 洛必达法则处理函数综合题的应用技巧
函数综合题(如恒成立、存在性)里,出现 “” 型,用洛必达法则求极限,分析函数趋势、最值,结合导数研究单调性,解决参数范围、零点等问题。
1.若不等式对于恒成立,求的取值范围.
2.已知 恒成立, 求 的取值范围
3. 恒成立, 求的取值范围.
4. 恒成立, 求 的取值范围.
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1.(25-26高三上·安徽蚌埠·月考)函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
2.年,洛必达在他的著作《无限小分析》一书中创造了一种算法,用以寻找满足一定条件的两函数之商的极限,法则的大意为:在一定条件下通过对分子、分母分别求导再求极限来确定未定式值的方法.如:,按此方法则有 .
3.(2025高三·全国·专题练习)已知函数,.若当时,恒成立,则实数的取值范围为 .
4.求下列极限:
(1);
(2);
(3).
5.恒成立,求的取值范围.
6.若不等式对于恒成立,求的取值范围.
7.已知.
(1)求的单调区间;
(2)若对任意,不等式恒成立,求的取值范围.
8.设函数,
(1)若,(为常数),求的解析式;
(2)在(1)条件下,若当时,,求的取值范围.
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1.(2025高三·全国·专题练习)已知数列满足,,满足,满足.
(1)求数列的通项公式.
(2)试比较与的大小,并说明理由.
(3)是否能小于等于一个常数?若能,求出k的取值范围;若不能,请说明理由.
2.(25-26高三上·重庆沙坪坝·开学考试)记函数 ;
(1)求函数 的极值点个数;
(2)记函数 的极值点为 ,证明:
① ;
②数列 单调递减.
(提示: 时, )
3.设函数,,,且有唯一零点.
(1)求a的取值范围;
(2)证明:存在三个零点;
(3)记的零点为p,最小的零点为q,证明:,其中e是自然对数的底数.
4.在函数极限的运算过程中,洛必达法则是解决未定式型或型极限的一种重要方法,其含义为:若函数和满足下列条件:
①且(或,);
②在点的附近区域内两者都可导,且;
③(可为实数,也可为),则.
(1)用洛必达法则求;
(2)函数(,),判断并说明的零点个数;
(3)已知,,,求的解析式.
参考公式:,.
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