专题05 利用导函数研究恒成立问题(专题训练)-2027届高三数学二轮复习
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内容正文:
专题05 利用导函数研究恒成立问题
(典型题型归类训练)
目录
一、必备秘籍 1
二、典型题型 1
方法一:分离变量法+最值法 1
方法二:分离变量法+隐零点法 8
方法三:分离变量法+切线放缩法 14
方法四:分类讨论法 22
方法五:等价转化法(左减右构造函数) 30
三、专项训练 35
一、必备秘籍
分离参数法
用分离参数法解含参不等式恒成立问题,可以根据不等式的性质将参数分离出来,得到一个一端是参数,另一端是变量表达式的不等式;
步骤:
①分类参数(注意分类参数时自变量的取值范围是否影响不等式的方向)
②转化:若)对恒成立,则只需;若对恒成立,则只需.
③求最值.
二、典型题型
方法一:分离变量法+最值法
【典例1】(2026·重庆渝中·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求函数的极值;
(2)若对任意恒成立,求整数的最大值.
【答案】(1)极小值是,无极大值
(2)
【分析】(1)利用导数求出函数的单调性即可求解;
(2)将已知条件整理为对任意恒成立,令,利用导数求出的最小值即可求解.
【详解】(1)当时,函数,定义域为,,
令,即,解得,
当时,,所以函数在上单调递减;
当时,,所以函数在上单调递增;
因此函数的极小值为,无极大值.
(2)将不等式整理为,
由于对任意恒成立,等价于对任意恒成立,
令,则,
令,则恒成立,所以在上单调递增,
而,,
所以存在唯一的,使得,即,
所以当时,,函数在上单调递减;
当时,,函数在上单调递增;
所以在处取得最小值,最小值为,
由于,所以,
要使恒成立,则,由于是整数,所以的最大值是.
【典例2】(26-27高三上·上海宝山·阶段检测)设,.
(1)当时,求函数在区间的最小值;
(2)对任意的,都有,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)代入,通过求导分析函数单调性,比较区间内极值点和端点的函数值即可得到最小值;
(2)将不等式恒成立问题转化为参数分离问题,构造新函数求其最小值,即可得到的取值范围.
【详解】(1)当时,,定义域为.
对求导得:,令,解得.
当时,,所以在单调递增;当时,,所以在单调递减.
,,比较得,
故在区间上的最小值为.
(2)由题意,对任意,恒成立,
移项得: , 因为,两边同除以得:对任意恒成立.
令,,对求导得:,令,解得.
当时,,单调递减;当时,,单调递增.
故在处取得最小值:, 因此,即实数的取值范围为.
【变式1】(25-26高二下·山东青岛·期末)设函数.
(1)当时,求单调区间;
(2)若时,,求的范围.
【答案】(1)增区间是,减区间是,
(2)
【分析】(1)对函数求导,利用导数的区间符号确定区间单调性,即可得;
(2)讨论、、,将不等式作对应转化,再应用导数研究在对应区间的最值,即可得参数范围.
【详解】(1)当时,,
所以,
令,解得,令,解得或,
所以,的增区间是,减区间是,;
(2)当时,,则,
当时,可化为,
令,则恒成立,
所以在上单调递增,
当时,取最小值,所以,
当时,可化为,
当时,当时,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以,当时,取最大值,此时,
综上,的取值范围是.
【变式2】(25-26高二下·安徽合肥·期末)已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)求证:当时,;
(3)若恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)当时,在上单调递减;当时,在上单调递减,在上单调递增;
(2)当时,,
要证明,只要证,即证,
设,,则,
令得,
列表得
1
0
减
极小值
增
所以,即,
所以.
(3)
【分析】(1)求出函数的导函数,再按值分类讨论正负作答.
(2)根据(1)的结论,构造函数,利用导数求出最小值,证明即可.
(3)将不等式恒成立转化为,构造,利用导数求出最大值,进而得到的取值范围.
【详解】(1)因为,所以,,
①当时,,在上单调递减;
②当时,由得,由得,
所以在上单调递减,在上单调递增,
综上,当时,在上单调递减;当时,在上单调递减,在上单调递增;
(2)略
(3)变形得,.
令,,,
,
在上单调递增,在上单调递减,所以
所以.
【变式3】(25-26高二下·河北·期末)已知函数,.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)讨论函数的单调性;
(3)若对任意恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)当时,在上单调递减;当时,在上单调递减,在上单调递增.
(3)
【分析】(1)直接由导数的几何意义求切线方程可得;
(2)先对函数求导,再结合导数分和两类讨论,函数的单调性;
(3)不等式对任意恒成立等价于对任意恒成立.再构造函数,利用导数求得函数的最大值,即可得到实数的取值范围.
【详解】(1)当时,,定义域为,
所以.
,所以曲线在点处的切线斜率为,
则曲线在点处的切线方程为.
(2)因为函数,定义域为,
所以,
因为恒成立,所以
当时,恒成立,,在上单调递减;
若时,令,得,
当时,,单调递减;当时,,单调递增.
综上所述,当时,在上单调递减;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
(3)由不等式化简得:,
因为,所以对任意恒成立.
令,则,
,,,所以,
所以在上单调递减,
因此的最大值为,
故,即的取值范围为.
方法二:分离变量法+隐零点法
【典例1】(25-26高三下·云南·阶段检测)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)判断函数的零点个数;
(3)若对任意的,都有成立,求整数的最大值.
【答案】(1)
(2)两个零点
(3)3
【分析】(1)根据导数的几何意义求解;
(2)利用导数确定函数的单调性,然后结合零点存在定理判断;
(3)不等式分离参数化为,引入函数,,利用导数求得其最小值并判断最小值所在范围后可得结论.
【详解】(1)因为,,所以,
所以曲线在点处的切线的斜率为,
又因为,
所以曲线在点处的切线方程为.
(2)因为,,所以.
当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以在处取得极小值,也是最小值,.
因为当时,,,
所以由函数零点存在定理,得在内和内各存在一个零点,
所以函数有两个零点.
(3)因为对任意的,都有,所以.
设,,
则.
由(2)知,在上单调递增.
因为,,
所以在内存在唯一的零点,即.
所以当时,,所以,在上单调递减;
当时,,所以,在上单调递增.
所以在处取得极小值,也是最小值,
.
因为,所以.
所以,所以整数的最大值为.
【典例2】(2026·内蒙古鄂尔多斯·二模)已知函数,其中.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1)的单调递增区间为,单调递减区间为
(2)
【分析】(1)当时,利用导数求单调区间即可;
(2)易知时不符合题意,时,利用导数结合隐零点问题求解.
【详解】(1)当时,,.
由得,由得,
所以的单调递增区间为,单调递减区间为;
(2)当时,,不满足题意.
所以,此时 ,显然是上的增函数,
且时,时,
所以存在唯一正实数使得,即 .
此时在上单调递减,在上单调递增.
由题意 .
将 代入上式整理得:,解得:.
此时,代入后.
化简得: ,解得:.
令 ,其中.则,
所以是区间上的增函数.
所以 ,代入得到a的取值范围是.
【变式1】(2026·宁夏银川·模拟预测)已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)当时,若不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)当时,函数在上单调递增;当时,函数在上单调递减,在上单调递增
(2)
【分析】(1)对求导,讨论的值确定导数的正负,讨论函数的单调性;(2)首先将不等式恒成立问题转化为恒成立, 令求最值.
【详解】(1)由题可知,
当时,,函数在上单调递增;
当时,若,,若,,
所以函数在上单调递减,在上单调递增.
(2)当时,不等式恒成立,
即对任意恒成立,
即对任意恒成立,
设,,
,
令,,,
所以在上单调递增.
由于,,
由零点存在定理,存在,使得,即,
所以当时,,,当时,,,
即在上单调递减,在上单调递增,
所以.
因为,所以,
令,,
,即在上单调递增,
所以,即,
所以,所以,
所以,即实数的取值范围为.
【变式2】(25-26高三下·云南楚雄·阶段检测)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,判断的单调性,并求出的极值;
(3)若,求的最大值.
【答案】(1)
(2)的单调递减区间为,单调递增区间为;时,取得极小值
(3)2.
【分析】(1)求导,根据导数的几何意义求解即可;
(2)求导,根据导数可得函数的单调区间,根据极值的概念可得极值;
(3)分离参数,令,,求导根据导数及对勾函数性质可解.
【详解】(1)当时,,
则,
所以曲线在点处的切线方程为.
(2)由(1)知.
令,则,
所以在上单调递增.
又,所以当时,,即
所以在区间上单调递减;
当时,,即,
所以在区间上单调递增,
所以当时,取得极小值.
(3),即恒成立,等价于恒成立,
即恒成立.
令,令,
易知在上单调递增,且,
所以存在,使得,即.
当时,,当时,
所以在区间上单调递减,在区间上单调递增,
所以.
又在上单调递减,所以,
即,所以,
又因为,所以的最大值为2.
【变式3】(25-26高二下·河北张家口·阶段检测)已知函数.
(1)若的最大值为1,求的值;
(2)若恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)1
(2)
【分析】(1)求导分析函数单调性和极值点,进而建立关于的方程求解即可;(2)参变分离,构造函数,求导分析函数单调,进而结合二阶导数分析一阶导数单调性和零点,再求解最小值即可.
【详解】(1)的定义域为,
令,得,
令,得;令,得,
在上单调递增,在上单调递减.
因为
.
(2)若恒成立,
即恒成立,即
即恒成立,
设,
则,
令,
则在上单调递增,易知,
即存在,使得,
即,则,两边取对数有,即,
即时,,此时单调递减,
时,,此时单调递增,
则,
所以,即的取值范围为.
方法三:分离变量法+切线放缩法
【典例1】(26-27高三上·湖北·阶段检测)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若在时恒成立,求k的取值范围;
(3)若在时恒成立,求k的最大值.
【答案】(1)时在R上单调递增,时在上单调递减,在上单调递增.
(2)
(3)
【分析】(1)求导,讨论参数,然后根据参数在不同范围内的情况判断函数的单调性.
(2)由恒成立问题可知,,结合(1)中单调性判断.
(3)将整理得,结合(1)中结论对进行讨论,
再结合恒成立问题求k的最大值.
【详解】(1),
①时,,在R上单调递增;
②时,当时,单调递减;
当时,单调递增.
综上,时在R上单调递增,时在上单调递减,在上单调递增.
(2)易知,由(1)易得当时或即时,在上单调递增
此时,成立;
当 即时,在上单调递减,因此,矛盾.
综上所述,k的取值范围为.
(3)即,
即即,即,
由(1)得时在上单调递减,在上单调递增,此时,即,
因此有,
①当即时,成立;
②当,有,此时若即可证明矛盾,
若则有,令,则有,,
因此在上存在使,
此时,
即与矛盾,
综上,,即k的最大值为.
【典例2】(26-27高三上·天津河西·阶段检测)已知函数.
(1)当时,求证:;
(2)当时,证明:;
(3)若对恒成立,求实数a的取值范围.
【答案】(1)由,得.
要证只要证
令,则
当时,则单调递减,
当时,则单调递增,
所以则即
(2)当时,原不等式可化为,
设,则,
当时,单调递增;
当时,令,
则,
所以单调递增,所以,单调递减,
所以,原不等式得证.
(3)
【分析】(1)由,得,构造函数,求解单调性,即可证明;
(2)原不等式可化为,利用导数求出的最小值即可得证;
(3)求导得,令,则,分类讨论可求得的范围.
【详解】(1)略
(2)略
(3)由已知可得,
令,求导可得,
(1)当时,由,得,因此,满足题意.
(2)当时,由,得,则在上单调递增.
①当时,,所以,即在单调递增,
所以在单调递增,所以,
则在上单调递增,所以满足题意.
②当时,,,则存在唯一的,使得,
且当时,,在上单调递减,
所以不满足题意.
综上:
【变式1】(26-27高三·全国·一轮复习)已知函数 ,若对任意恒成立,利用极点效应求实数的取值范围.
【答案】
【分析】由且,可知端点处取得最小值.利用端点极值的单侧变化率得到的必要条件,再验证该条件的充分性.
【详解】由题意,,且对任意都有.
因此对任意,有.
令(),得.
因为,所以,即.
下面验证充分性.
当时,令.
设,,
则在上单调递增,则,
则;
又,所以,即.
若,则对任意,.
综上,实数的取值范围为.
【变式2】(26-27高三上·山东青岛·阶段检测)已知函数.
(1)当时,求曲线在原点处的切线方程;
(2)若在上单调递增,求的取值范围;
(3)当时,证明:当时,.
【答案】(1).
(2)
(3)证明:令,则.
令,则.
当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增.
,所以是增函数.
因为,所以在上恒成立,
即当时,在上恒成立.
令,则,所以是增函数.
因为,所以当时,,即.
因为,所以当时,,所以
,
所以当时,.
【分析】(1)求导,代入计算得到切线斜率,再写出切线方程即可;
(2)法一:对分和讨论即可;法二:分离参数得.再设新函数,求导得到右边最小值即可;
(3)利用导数证明不等式,再合理放缩即可.
【详解】(1)当时,,,
,,所以曲线在原点处的切线方程为.
(2)法一:,若在上单调递增,则在上恒成立.
①当时,在上恒成立.令,则.
当时,,单调递减;
当时,,单调递增;
当时,函数取得最小值,最小值为1,所以,
,符合题意;
②当时,令,
则.
因为在上单调递增,,所以当时,,
当时,,在上单调递减,在上单调递增.
要使得在上恒成立,
则,解得,结合,得.
综上,的取值范围为.
法二:.若在上单调递增,
则在上恒成立.
由,得.令,,
则,.令,则.
当时,,
当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
,即.
当时,,,,
所以,即;
当时,,,,
所以,即.
在上单调递减,在上单调递增,
所以,所以,即的取值范围为.
(3)略
【变式3】(25-26高二下·安徽合肥·期末)已知函数(),.
(1)求的单调区间;
(2)若恒成立,求实数a的取值范围.
【答案】(1)在单调递增,在单调递减
(2)
【分析】(1)先确定的定义域为,对求导,根据导数的符号判断单调区间;
(2)将不等式变形为在时恒成立,构造新函数,问题转化为求的最小值,对求导,分析导数的零点,判断的单调性,进而求得的最小值.
【详解】(1)的定义域为,,
令得,
令得,
令得,
∴在单调递增,在单调递减.
(2)若恒成立,即恒式立,
即,
即恒成立,
构造函数,,则,
令得,令得,
∴在单调递增,在单调递减,
∴
可知恒成立,当且仅当时等号成立,
令,,则恒成立,
∴在单调递增,
∵,,
∴使得成立,
∴,
∴,
所以.
方法四:分类讨论法
【典例1】(26-27高三上·河南郑州·阶段检测)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)先对求导,求出切线的斜率,然后点斜式写出切线方程.
(2)将不等式恒成立问题转化成求函数最小值问题,然后分情况讨论求的最小值.
【详解】(1)当时,,
则,
所以,,
故曲线在点处的切线方程为,
即
(2)当时,不等式恒成立,只需即可,
当时,,,
函数在上单调递减,而,与题意矛盾,故.
当时,,,
函数在上单调递增,所以,所以符合题意;
当时,,
令,得,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
函数在上单调递减,在上单调递增,
所以,与题意矛盾;
当时,函数在上单调递增,所以,
所以符合题意,综上所述,实数的取值范围为.
【典例2】(26-27高三上·北京西城·阶段检测)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)求的单调区间.
(3)当时,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)当时,函数的增区间为,减区间为;
当时,函数的增区间为,无减区间;
当时,函数的增区间为,减区间为;
当时,函数的增区间为,减区间为
(3)
【分析】(1)求导,再根据导数的几何意义即可得解;
(2)求导,再分类讨论,根据导数的符号即可求出函数的单调区间;
(3)当时,不等式恒成立,只需即可,结合(2)求出函数的最小值即可得解.
【详解】(1)当时,,
则,
所以,
所以曲线在点处的切线方程为,
即;
(2),
当时,,
令,则,令,则,
所以函数的增区间为,减区间为;
当时,,
令,则或,
当且,即时,,
所以函数的增区间为,无减区间;
当且,即时,
令,则或,令,则,
所以函数的增区间为,减区间为;
当且,即时,
令,则或,令,则,
所以函数的增区间为,减区间为,
综上所述,当时,函数的增区间为,减区间为;
当时,函数的增区间为,无减区间;
当时,函数的增区间为,减区间为;
当时,函数的增区间为,减区间为;
(3)当时,不等式恒成立,
只需即可,
由(2)得,当时,函数在上单调递减,
而,与题意矛盾,故;
当时,函数在上单调递增,
所以,所以符合题意;
当时,函数在上单调递减,在上单调递增,
所以,与题意矛盾;
当时,函数在上单调递增,
所以,所以符合题意,
综上所述,实数的取值范围为.
【变式1】(26-27高三上·吉林长春·阶段检测)已知函数().
(1)当时,求在的值域;
(2)若是增函数,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求导判断函数单调性,进而求出函数的最值,得解;
(2)由题意问题转化为对恒成立,即,分,,讨论分离参数,利用导数求出最值得解.
【详解】(1)当时,,
则,,
当时,;当时,,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,
又,,,
所以在的值域为.
(2),,
因为是上的增函数,所以对恒成立,
所以,即,
当时,上式对恒成立;
当时,,
令,则,
当时,,单调递减;
当时,,单调递增;
所以,故,即;
当时,,
由,当时,,单调递增;
当时,,单调递减;
所以,故,即;
综上,的取值范围为.
【变式2】(25-26高二下·广东佛山·期末)已知函数,其中.
(1)讨论的单调性;
(2)当时,恒成立,求a的取值范围.
【答案】(1)若,在上单调递增;若,在上单调递减,在上单调递增.
(2).
【分析】(1)对函数求导,利用导数与单调性关系讨论即可.
(2)将恒成立问题转化为最值问题,结合(1)的单调性结论,分情况讨论区间内的最小值即可.
【详解】(1)函数的定义域为,对其求导得,,
当时,恒成立,因此恒成立,故在上单调递增,
当时,令,解得,
当时,,在上单调递减,
当时,,在上单调递增.
综上所述,若,在上单调递增,
若,在上单调递减,在上单调递增.
(2)当时,由(1)知在上单调递增,因此在上也单调递增,
此时对任意,有,
满足恒成立,
当,在处取得极小值,
根据极小值点与区间的位置关系,
当,即时,在上单调递增,
因此在上的最小值大于,
满足恒成立,
当,即时,
在上单调递减,在上单调递增,
因此区间内的最小值为,
要使恒成立,需最小值非负,即,则
令(),求导得,
当时,,故在上单调递增。
又,因此的解为,
结合前提,得,
综上的取值范围为.
【变式3】(25-26高二下·福建龙岩·期末)已知函数,.
(1)求的单调区间;
(2)若恒成立,求a的取值范围.
【答案】(1)当时,的单调递减区间是;
当时,单调递减区间是,单调递增区间是;
(2)
【分析】(1)先求导得到,分、两种情况,依据导函数的正负判断原函数的单调性,进而划分出单调区间;
(2)法1:借助 (1) 得到的单调性结论,分、、三类讨论:举反例推翻,直接验证成立,求出函数最小值并令最小值解出的范围,最终整合得到取值范围;法2:对、、分类参数分离构造函数,通过求导分析单调性得到不同区间下的最值与极限情况,从而求出的取值范围.
【详解】(1)由题意可得,
当时,,函数在R上单调递减.
当时,令,得,
因在R上单调递增,
所以当时,,单调递减;
当时,,单调递增;
综上所述:当时,的单调递减区间是;
当时,单调递减区间是,单调递增区间是;
(2)法1:当时,由(1)知在R上单调递减,
,与恒成立矛盾.
当时,恒成立.
当时,在区间上单调递减,在区间上单调递增,
所以的最小值为,
令,得.
综上,实数a的取值范围是.
法2:由恒成立,得.
当时,恒成立.
当时,由恒成立,可得恒成立;
当时,由恒成立,可得恒成立;
设,则,
令得,故当时,,在上单调递减,
故当或时,,在,上单调递增,
所以当时,的最小值为,此时.
当时,,且当时,,此时
综上,a的取值范围是.
方法五:等价转化法(左减右构造函数)
【典例1】(25-26高二下·天津静海·阶段检测)已知,其中.
(1)当时,求函数在的切线方程;
(2)函数,若不等式对任意的恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)对函数求导求出切线斜率,再由点斜式求出切线方程即可;
(2)将不等式化为对任意的恒成立,构造函数并求出其最大值,即可得的取值范围为.
【详解】(1)当时,,
则,所以,
又,
所以切线方程为,即;
(2)不等式即为,
可得对任意的恒成立,
所以,,
令,
则,令,解得;
当时,,因此在上单调递增,
当时,,因此在上单调递减,
所以在时取得极大值,也是最大值,即,
因此,即的取值范围为.
【典例2】(26-27高三上·江苏无锡·阶段检测)已知函数.
(1)当时,求函数在处的切线方程;
(2)讨论的单调性;
(3)若不等式对任意恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)当时,在上单调递减;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
(3)
【分析】(1)当时,求得,得到且,结合导数的几何意义,即可求解;
(2)求得,分和,两种情况讨论,即可求得函数的单调区间;
(3)根据题意,把不等式转化为恒成立,令,得到对任意恒成立,令,利用导数求得函数的单调性与最小值,即可求解.
【详解】(1)解:当时,函数,可得,
可得,且,
所以切线的斜率为,切点坐标为,
所以切线方程为,即.
(2)解:由函数,可得其定义域为,
且,
当时,可得恒成立,所以在上单调递减;
当时,令,可得;令,可得,
所以在上单调递减,在上单调递增,
综上可得,当时,在上单调递减;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
(3)解:函数,
由不等式对任意恒成立,
即对任意恒成立,
即对任意恒成立,
令,其中,原不等式即为对任意恒成立,
令,可得,
当时,,在上单调递减;
当时,,在上单调递增,
所以,当时,取得最小值,最小值为,
所以,解得,所以实数的取值范围为.
【变式1】已知,设,求证:当时,恒成立.
【答案】要证当时,恒成立
,,
令,则,当时,,
所以在上单调递增,则.
再令,则,当时,,
所以在上单调递增,则.
又,,则,即,
所以当时,恒成立.
【分析】转化问题为证明时,即可,分别构造和,利用导数研究这两个函数的单调性,再结合,的已知条件,即可得出证明.
【详解】略
【变式2】已知函数,,若恒成立,求实数的取值范围.
【答案】
【分析】先设恒成立,再找出是它成立的一个必要条件,再通过对进行放缩,并证明充分性即可.
【详解】设,
由题知恒成立,所以恒成立,
解得,所以是成立的必要条件,
当时,因为,,
时,恒成立,即在单调递增,
时,恒成立,即在单调递减,
所以时有最大值0,
即恒成立,即恒成立,
则,
即恒成立,
综上,实数的取值范围是.
【变式3】(26-27高二上·福建莆田·开学考试)设函数,.
(1)讨论的单调性;
(2)证明:当时,;
(3)当,,求的取值范围.
【答案】(1)当时,单调递减区间是,无单调递增区间;当时,单调递增区间是,单调递减区间是.
(2)要证时,,等价于证明,即证,也即证,
令,求导得,令,得,
当时,,则,故,在上单调递增,
因此,即,所以恒成立,
故在时成立.
(3)
【分析】(1)对函数求导后通分,依据参数的正负讨论导数符号,以此划分区间得到f(x)的单调性;
(2)将等价变形为,构造辅助函数利用导数证明该指数不等式;
(3)构造差值函数,以为界分类讨论,借助前两问单调性结论,排除不合要求的参数,得到的取值范围.
【详解】(1)的定义域为,
若,则恒成立,即,故在上单调递减;
若,令,解得或(舍),
当时,,,单调递减;
当时,,,单调递增.
综上,当时,单调递减区间是,无单调递增区间;
当时,单调递增区间是,单调递减区间是.
(2)略
(3)当时,即,整理得,
令,则,,
若,则,又时,且由(2)的结论可得,
所以,
因此在上单调递增,所以,满足,
若,则,由(1)可知在单调递减,
所以,而时,,不满足;
若,在上单调递减,,而,不满足;
综上,的取值范围是.
三、专项训练
1.(26-27高三上·江苏·期中)已知函数,,若,,则m的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先将函数不等式化成,指对同构令,再构造函数,利用导数分析单调性和最值可得.
【详解】由,得,即,即,
因为,令,,则,所以.
令,则,
所以当时,,单调递增;
当时,,单调递减,
所以,则.
2.(26-27高三上·河北承德·阶段检测)已知函数,若,都有成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用导数研究函数的最大值,结合函数不等式恒成立,即可得参数范围.
【详解】由,则,
当时,,函数在上单调递增,
当时,,函数在上单调递减,
所以在处取得最大值,
要使恒成立,必须且只需,
因此实数的取值范围为.
3.(2026高三上·全国·专题练习)已知,,若关于的不等式在上恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】分情况进行讨论;通过分离参数,构造函数,根据导数与单调性及最值的关系求解即可.
【详解】等价于.
当时,不等式可化为,显然成立.
当时,因为,所以,故只需,即.
令,则.
令,即,解得.
当时,,单调递减;当时,,单调递增,
所以在处取得最小值,为,所以.
又,所以.
当时,因为,所以,故只需恒成立.
由于,故不恒成立.
综上,实数的取值范围为.
4.(26-27高三上·湖南·阶段检测)已知,恒成立,则a 的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】分离变量得,令,利用导数求得最小值即可.
【详解】由恒成立,可得恒成立,
又,所以恒成立,所以,
令,求导得,
令,求导得,
所以在上单调递增,
又,
所以当时,,所以在上单调递增,
所以,所以,
所以a 的取值范围为.
5.(26-27高三上·湖南衡阳·开学考试)已知,若当时,恒成立,则的最大值为( )
A. B.1 C.e D.
【答案】B
【分析】构造辅助函数,求导得到最大值点,将恒成立转化为最大值小于等于 0,再构造关于参数的新函数研究单调性求得参数的范围,从而得到最大值.
【详解】由题意,当时,恒成立,
构造函数,则,
分母,令,得,所以,
,,单调递增,,,单调递减,
所以在处取得最大值,要恒成立,
只需最大值,
设,则, 令,得,
,, 单调递减,,, 单调递增,
且,当,结合单调性知,,不满足,
的最大值为.
6.(25-26高二下·河北唐山·期中)若不等式对任意的实数x恒成立,求实数a的取值范围( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】构造函数,然后利用导数研究其单调性,求出的最小值,最后根据最小值大于等于0来确定实数的取值范围.
【详解】令,则.
当时,,此时在上单调递增,且,此时不满足对任意实数恒成立.
当时,,不满足对任意实数恒成立.
当时,令,得.
当时,,在上单调递减;当时,,在上单调递增,.
要使对任意实数恒成立,则,即.
令,,令,则.
当,,在上单调递增;当时,,在上单调递减.
,因此,当且仅当时,,即成立.
综上,实数的取值范围是.
7.(25-26高二下·四川成都·期中)若,恒成立,则的最大整数值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先确定时的情况,当时,参变分离可得,构造函数,求出函数的最小值即可.
【详解】当时,,不等式成立,;
当时,恒成立,即,
令,则,
令,,则,
则在上单调递增,所以,即.
所以当时,,单调递减,当时,,单调递增,
故,所以;
综上,故的最大整数值为.
8.(25-26高二下·山东枣庄·期中)已知函数,若对任意两个不相等的正实数,,都有,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设,由题意得,令,则,所以函数是增函数,原问题转化为恒成立,然后利用参变分离法,运用配方法求出函数在上的最大值即可.
【详解】若对任意两个不相等的正实数 都有恒成立,不妨设
所以,即,
令,则,所以函数在上单调递增,
则恒成立,即恒成立,
又函数,当时,等号成立,
所以, 所以实数的取值范围是.
二、填空题
9.(26-27高三上·四川南充·阶段检测)已知不等式对恒成立,则实数的取值范围是______.
【答案】
【分析】先对恒成立不等式进行参变分离,变形为在上恒成立,转化为求函数在区间上的最大值,只要大于等于这个最大值即可.
【详解】由不等式对恒成立,得对恒成立,
令,,则,
令,,则,恒成立,
所以在上单调递减,
当时,,即,所以在上单调递增,
当时,,即,所以在上单调递减.
所以,
因此,即的取值范围是.
10.(26-27高三上·黑龙江·阶段检测)已知不等式对恒成立,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【分析】分离参数,构造函数,利用导数求出函数的单调性及最值,根据恒成立问题即可求解.
【详解】对恒成立,
令,,,
所以在上单调递减,且,所以,
所以.
11.(25-26高二下·上海·期中)设实数,若对任意,不等式恒成立,则的取值范围是________.
【答案】
【分析】同构变形给定不等式,构造函数并利用导数确定单调性建立不等式,分离参数再构造函数,利用导数求出最大值即可.
【详解】不等式
由,得,令函数,求导得,
函数在上单调递增,不等式
,令函数,依题意,对,,
求导得,当时,;当时,,
函数在上单调递增,在上单调递减,,则,
所以的取值范围是.
三、解答题
12.(25-26高二下·广东潮州·期末)已知函数.
(1)当时,求的极值;
(2)讨论的单调性;
(3)若对任意的,都有恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)极小值为1,无极大值
(2)当时,在单调递增;
当时,在单调递减,在单调递增.
(3)
【分析】(1)代入后求导,由导函数符号得单调区间,确定极小值点与极小值,无极大值;
(2)求导后分子为,讨论与两种情况,分别得单调区间;
(3)分离参数得,构造函数求最大值,由恒成立条件得参数范围.
【详解】(1)当时,,
所以,.
令,得,
令,解得,故在单调递增,
令,解得,故在单调递减,
所以,在处取得极小值,无极大值.
(2)由题意可得,,
当时,在恒成立,所以在单调递增;
当时,令,解得,故在单调递增,
令,解得,故在单调递减,
综上所述,当时,在单调递增;
当时,在单调递减,在单调递增.
(3)因为对任意的,都有恒成立,所以,即,
令,,则,
令,得,
令,解得,故在单调递增,
令,解得,故在单调递减,
所以在处取得唯一的极大值,所以,
故当时,对任意的,恒成立,即恒成立.
13.(25-26高二下·湖北随州·期末)已知函数.
(1)当时,求的单调区间;
(2)若对任意的,恒成立,求m的取值范围.
【答案】(1)的单调递增区间为,单调递减区间为
(2)
【分析】(1)利用导数求单调区间即可;
(2)参变分离得,令,再利用导数求的最小值即可.
【详解】(1)当时,
,
当时,;当时,,
故的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)由,得,即,
令,依题意m小于的最小值,
,当时,,当时,,
故在上单调减,在上单调递增,
故的最小值为,故.
14.(吉林省吉林市普通中学2027届高三上学期第一次调研测试数学试题)已知函数.
(1)求曲线在处的切线方程;
(2)若对任意恒成立,求实数的最大值;
(3)若对任意恒成立,求正实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据切线的几何意义,先求出切线的斜率,再利用点斜式方程求出切线方程即可;
(2)由恒成立,则且,求出在上的最小值和最大值,即可求出的最大值;
(3)对不等式进行变形,利用同构函数,参变量分离,利用导数研究函数的单调性,求出的取值范围即可.
【详解】(1),在处切线斜率,
,∴切点为,
∴曲线在处切线方程为,即;
(2)对任意恒成立,则且,
由(1)知,令,则,
当时,;当时,,
在上单调递增,在上单调递减,
,,,且,
.
且,,,
即当且时,实数的最大值为;
(3)由题可知,对任意恒成立.
,,.
设,,,则在上单调递减,
,,
,即在上恒成立.
设(),则,
,令,则,
当时,;当时,,
在上单调递增,在上单调递减,,
,即正实数k的取值范围是.
15.(26-27高三上·江苏·阶段检测)已知函数,.
(1)若,求函数的极值;
(2)讨论函数的单调性;
(3)令,若恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)极小值,无极大值.
(2)当时,在上单调递减,在上单调递增;
当时,在、上单调递增,在上单调递减;
当时,在上单调递增;
当时,在、上单调递增,在上单调递减.
(3)
【分析】(1)当时,求导,利用导数分析函数的单调性,可得出函数的极大值和极小值;
(2)对实数的取值进行分类讨论,分析导数的符号变化,即可得出函数的增区间和减区间;
(3)分、、三种情况讨论,利用分离参数法可求得实数的取值范围.
【详解】(1)当时,函数,定义域为,且,
令得,列表如下:
减
极小值
增
当时,取极小值,无极大值.
(2).
①当时,则,令得,令得,
故在上单调递减,在上单调递增;
②当时,令得,令得或,
故在、上单调递增,在上单调递减;
③当时,(仅处取等),故在上单调递增;
④当时,令得,令得或,
故在、上单调递增,在上单调递减.
综上所述,当时,在上单调递减,在上单调递增;
当时,在、上单调递增,在上单调递减;
当时,在上单调递增;
当时,在、上单调递增,在上单调递减.
(3),
①当时,对任意的恒成立,符合题意;
②当时,由,可得,即,
令,其中,则,
求导得,
由可得,由可得,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
所以的最大值为,无最小值,此时不合乎题意;
③当时,由,可得,即,
所以,所以,解得.
综上所述,实数的取值范围是.
16.(26-27高三上·内蒙古包头·期中)已知,.
(1)求的极小值;
(2)若方程有两个不相等的实数根,.
①求a的取值范围;
②若恒成立,求实数k的取值范围.
【答案】(1)
(2)①;②
【分析】(1)根据函数导数,判断函数单调区间,进而确定函数极小值点,直接求出结果即可;
(2)①根据方程的根和函数零点的关系,根据方程构造函数,求出函数单调性,判断函数最小值,进而说明参数范围;
②根据不等式恒成立的条件,构造函数,根据函数导数和基本不等式,判断函数最小值,进而说明参数范围.
【详解】(1)定义域为,,
当时,,在单调递减;
当时,,在单调递增,
所以在处取得极小值,可知.
(2)①方程等价于,
设,问题转化为与有两个交点,
,时,,
令,,所以在上单调递增,
且,故存在唯一满足,即,
并且当时,,当时,,
所以在单调递减,在单调递增,
可知,
又因为和时,,所以当时方程有两个不等实根.
故a的取值范围为.
②原方程变形得:,设,则方程变为,
设两根为,,则,且满足
不妨设,下面证明,
令,则不等式变形为,
令,,
所以在上单调递增,所以,
即不等式成立,变形可得,
可得,要使不等式恒成立,只需,
故k的取值范围为.
17.(26-27高三上·山东临沂·阶段检测)已知函数.
(1)若,求的单调性;
(2)若,证明:仅有和两个零点;
(3)当时,恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)在上单调递增,在上单调递减
(2)当时,,
,
令,则,
令,解得,
当时,,单调递减;当时,,单调递增;
,,
又,,
则有2个零点,设为,
则
在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
又,,
时,,时,,
故仅有和两个零点;
(3)
【分析】(1)把代入得,再利用导数确定函数单调性即可;
(2)代入得,求导并令,求导,然后根据函数单调性推导即可证明;
(3)分、、三种情况,结合(2)的结论讨论求解.
【详解】(1)当时,,,
令,解得,
当时,,单调递增;
当时,,单调递减;
故在上单调递增,在上单调递减;
(2)略
(3)①当时,,,又,则,
当时,,故不符合题意;
②当时,,
令,,,
则的解为,
当时,,则单调递减;
当时,,则单调递增;
又,,
时,,
此时,
则,
故时,不符合题意;
③当时,
由②可知,
由(2)知,时,函数
在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
又,,
则时,恒成立,
即时,,
综上,实数的取值范围是.
18.(26-27高三上·安徽·阶段检测)已知函数,.
(1)若,讨论的单调性;
(2)若关于的不等式恒成立,求的最大值;
(3)若存在唯一的正数,使得在上恒成立,求的值.
【答案】(1)在上单调递增,在上单调递减
(2)
(3).
【分析】(1)直接利用导数判断函数的单调性可得;
(2)先用导数求得函数的最大值,进而将问题转化为,再构造函数,,再用导数判断函数单调性及函数的零点,从而可得的最大值;
(3)先将不等式化简构造为,先通过端点效应得及,对求导得极值点,根据极值点是否在内分两种情况讨论:当,记,要使恒成立,即且有唯一解,通过导数判断得;当,利用唯一性排除可得.
【详解】(1)若时,,其定义域为,,
令,可得,
当时,,单调递增;
当时,,单调递减,
所以在上单调递增,在上单调递减.
(2)由题意知,的定义域为,,
令,可得,
当时,,单调递增;
当时,,单调递减,
所以.
要使恒成立,则,即恒成立.
设,,则,
令,可得,
当时,,单调递减;
当时,,单调递增,
所以当时,,不符合;当时,,符合题意.
要使恒成立,则的最大值为.
因此的最大值为.
(3)不等式化为在上恒成立.
设.
因为对任意,恒成立,
当,必有,即.
当时,,即,故.
,令,得.
因为函数在上单调递减,
当时,,在上单调递增,在上单调递减,
.
设,.
欲存在唯一的正数,使得,只需,且取得最小值时的值唯一.
,令,可得,
当时,,单调递减;
当时,,单调递增.
所以,解得.
当时,,则在上单调递减,
欲满足题意,则,解得,故.
若且给定,显然满足的值不唯一,
若,则满足的为.
但当时,,
由(2)知,当时,均有,故的值不唯一.
若,则,不存在满足.
综上所述,.
19.(26-27高三上·陕西榆林·阶段检测)已知函数,.
(1)求函数的极值;
(2)若直线与曲线相切,求a的值;
(3)若对任意的恒成立,求a的取值范围.
【答案】(1)极大值为,无极小值.
(2)
(3).
【分析】(1)利用导数法求出的单调性,利用单调性得到极值.
(2)设切点为,利用导数的几何意义求出切线的斜率,得到一个关于的等式,将切点代入得到另一个关于的等式,这两个等式相减得到的方程,构造函数,利用导数法得到的单调性,从而得到所求.
(3)由对任意的恒成立,得到,构造函数,利用恒成立得到,解得的范围.通过放缩法得到,构造函数,求导,构造函数,利用导数法得到的单调性,从而得到的取值范围.
【详解】(1)因为,所以,
令,解得,
当时,,当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以在处取得极大值,极大值为,无极小值.
(2)直线与曲线相切,设切点为,
因为,所以,
所以,解得,①
因为切点在上,
所以,即,②
由②-①并整理得:.
令,则,令,解得,
则当时,,则在上单调递减,
当时,,则在上单调递增,
当时,,且,
则方程有唯一解为,将代入①式,可得.
(3),,
因为对任意的恒成立,
所以,
因为,所以,
即,
即恒成立,则,
解得.
则,
令,则,
设,
则在恒成立,则在上单调递增,
又,则由,由,
所以在上单调递减,
在上单调递增,所以,
即恒成立,所以的取值范围是.
20.(26-27高三上·四川成都·开学考试)已知函数.
(1)求函数的极值;
(2)证明:;
(3)若恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)极大值为,且无极小值
(2)由(1)知,即,则(当且仅当时取等号),
令(其中),
因为,所以等号不成立,有,
所以,
因此,得证毕.
(3)
【分析】(1)利用导数研究函数的极值即可;
(2)结合(1)有,再应用放缩、累加及对数的运算性质、等比数列的前n项和公式证明即可;
(3)问题化为恒成立,再应用导数研究右侧的最小值,即可得范围.
【详解】(1)函数定义域为,
求导,令,得,
当时,,在上单调递增,
当时,,在上单调递减,
因此,函数极大值为,且无极小值;
(2)略
(3)若恒成立,即对恒成立,
变形得,其中,则,
令,则只需,
求导,
令,得,即,
因为在上为增函数,
且,
故该方程的唯一正根为且,则,则①,
构造,则①等价于,求导得,
因为,所以,即在上单调递增,所以,
当时,,在上单调递减,
当时,,在上单调递增,
所以最小值为,
所以 ,要使恒成立,则,
所以,实数的取值范围是.
【点睛】关键点点睛:第三问注意将问题转化为恒成立,再应用导数研究最值.
学科网(北京)股份有限公司
$专题05利用导函数研究恒成立问题
(典型题型归类训练)
目录
一、必备秘籍.....
二、典型题型.
方法一:分离变量法+最值法...
....2
方法二:分离变量法+隐零点法..
方法三:分离变量法+切线放缩法
….7
方法四:分类讨论法...
方法五:等价转化法(左减右构造函数).......…12
三、专项训练.…
..14
一、必备秘籍
分离参数法
用分离参数法解含参不等式恒成立问题,可以根据不等式的性质将参数分离出来,得到一
个一端是参数,另一端是变量表达式的不等式:
步骤:
①分类参数(注意分类参数时自变量x的取值范围是否影响不等式的方向)
②转化:若a>f(x)对x∈D恒成立,则只需a>f(x)mx;若a<f(x)对x∈D恒成
立,则只需a<f(x)min
③求最值,
二、典型题型
方法一:分离变量法+最值法
【典例1】(2026·重庆渝中模拟预测)已知函数f(x)=mx+xx(meR)
()当m=1时,求函数f(x)的极值:
(2)若f(x)>(2m-)x-m对任意x>1恒成立,求整数m的最大值.
【典例2】(26-27高三上上海宝山阶段检测)设f(,=nx+ac-1,x>0
()当a=-1时,求函数y=f在区间e,的最小值:
(2)对任意的x∈(0,+∞),都有f()≤x,求实数a的取值范围.
【变式1】(25-26高二下山东青岛期末)设函数f(x)=-2ae(x+1)+x2+4x+2.
(1)当a=1时,求f(x)单调区间:
(2)若x≥-2时,f(x)≤0,求a的范围.
【变式2】(25-26高二下·安徽合肥期末)己知函数f(x)=ax2-21hx.
()讨论函数∫(x)的单调性:
2求证:当a>0时,f()22-
a:
3)若f(x)≥0恒成立,求a的取值范围.
【变式3】(2526高二下河北期未末)已知函数f()-2m+(a-2k-2hx,aeR
()当a=2时,求曲线y=f()在点(f()处的切线方程;
(2)讨论函数∫(x)的单调性;
B)若f()>a对任忘xcB,o恒成立,求实数,的取值范国。
方法二:分离变量法+隐零点法
【典例1】(25-26高三下·云南阶段检测)己知函数f(x)=x-x-2.
(1)求曲线y=f(x)在点(山f()处的切线方程:
(2)判断函数f(x)的零点个数;
3)若对任意的x∈(L,+o),都有xnx+x>k(x-l)成立,求整数k的最大值.
【典例2】(2026内蒙古鄂尔多斯二模)已知西数f()=(x-alx+号,共中a≥0
(1)当a=0时,求函数f()的单调区间:
(2)若f(w)≥0,求a的取值范围.
【变式1】(2026宁夏银川模拟预测)己知函数f(x)=e+a,g(x)=a+ln(x+a)
(1)讨论函数f(x)的单调性:
(2)当a=0时,若不等式f(x)≥g(x)+mx+1恒成立,求实数m的取值范围.
【变式2】(25-26高三下·云南楚雄阶段检测)已知函数f(:)=e-ln(x+a)(aeZ)
(1)当a=1时,求曲线y=f(x)在点(0,f(O》处的切线方程:
(2)当a=1时,判断f(x)的单调性,并求出f(x)的极值;
3)若f(x)≥0,求a的最大值:
【变式3】(2526高下河北张家口阶段检测)已知函数/y)=4+,aeR
(1)若f(x)的最大值为1,求a的值:
2)若f(x)≤e-l恒成立,求a的取值范围.
方法三:分离变量法+切线放缩法
【典例1】(26-27高三上湖北阶段检测)已知函数f(x)=e-c
(1)讨论f(x)的单调性:
(2)若f(x)≥1在x∈[0,+o)时恒成立,求k的取值范围:
(3)若f(x)≥e2x(x-lhx)在x∈(0,+o)时恒成立,求k的最大值.
【典例2】(26-27高三上·天津河西·阶段检测)已知函数f(x)=xe*+asinx.
a当。=0时,求证:x+1,
当a=号时.正:21+e[写:
2
(3)若f()>0对x∈(0,恒成立,求实数a的取值范围.
【变式1】(2627高三全国一轮复习)已知函数f八)=e-r-ax-1,若20对
任意x≥0恒成立,利用极点效应求实数a的取值范围.
【变式2】(2627高三上山东吉岛阶段检测已知函数f)=e--i-1
(1)当a=1时,求曲线y=f(x)在原点处的切线方程:
(2)若f(,)在-22上单调递增,求。的取值范围:
(3)当0≤a≤1时,证明:当x>0时,f(x)>0
【变式3】(25-26高二下安徽合肥期末)己知函数f()=a+1血x
(aeR).
g(x)=e*-1
(1)求f(x)的单调区间:
2)若f(x)≤g(x)恒成立,求实数a的取值范围。
方法四:分类讨论法
【奥例1】(2627高三上河南郑州阶段检测已知通数f()=(0+小x+今xk≥0)
()当k=2时,求曲线y=f()在点(凸()处的切线方程:
(2)当x∈[0,+∞)时,不等式f(x)≥0恒成立,求实数k的取值范围.
【典例2】(2627高三上北京西城阶段检测)已知西数f()=1+-x+今(:≥0)
(1)当k=2时,求曲线y=f(x)在点(,f()处的切线方程:
(2)求f(x)的单调区间.
(3)当x∈[0,+o)时,不等式f(x)≥0恒成立,求实数k的取值范围.
【变式1】(26-27高三上吉林长春阶段检测)已知函数f(x)=(2x-)e-2(a∈R
)
(1)当a=0时,求y=f(x)在x∈[l,0]的值域:
(2)若f(x)是增函数,求a的取值范围。
【变式2】(25-26高二下广东佛山期末)己知函数f(x)=e-a(x+)+e,其中aeR.
(1)讨论f(x)的单调性;
(2当x>-1时,f(x)≥0恒成立,求a的取值范围.
【变式3】(25-26高二下福建龙岩期未)己知函数f(x)=e2+,a∈R.
()求f(x)的单调区间:
2)若f(x)≥20恒成立,求a的取值范围.
方法五:等价转化法(左减右构造函数)
【典例1】(25-26高二下天洋静海阶段检测已知f()=nx-号x2-(a-)x,其中
a∈R
(1)当a=-2时,求函数f()在(,f()》的切线方程:
2)函数8()-x,若不等式了因5g对任意的x(0,四)恒成立,求。的取值范
围
【典例2】(2627高三上江苏无锡阶段检测)已知函数
f(x)=ax-3a-Inx,g(x)=-xe*+(a+1)x-5.
(1)当a=2时,求函数f(x)在f()处的切线方程:
(2)讨论f(x)的单调性:
(3)若不等式f(x)≥g(x)对任意x>0恒成立,求实数a的取值范围.
【变式1】已知f(x)=xlhx+(2-a)x+a-l,g(x)=er2-xe*+x,设a<2,求证:当x>1
时,f)>g()恒成立.
【变式2】己知函数f)=anx,g(x)=x-(2-a)x2,若f)≤g()恒成立,求实数a
的取值范围。
【变式】(2627商二上福建前日开学考试)设函数f付-m-a-r,&()-士。
(1)讨论f(x)的单调性;
2)证明:当x>1时,g(x)>0,
3)当xe(L,+∞),f(x)>g(),求a的取值范围.
三、专项训练
1.(2627商三上江苏期中)已知函数f(闪)=mx-e,g)-2,
xe,若x>0?
f(x)≥g(x),则m的取值范围为()
[0.[)
C.(Le]
D.(-o,e]
2.(26-27高三上河北承德·阶段检测)己知函数f(x)=xsinx+cosx,
都有f(x)<t成立,则实数1的取值范围为()
π3m
B.22
D
(经m
3.(2026高三上全国专题练习)已知f(x)=r+1,8(x)=e-er,若关于x的不等式
f(x)g(x)≥0在(0,+o)上恒成立,则实数a的取值范围为()
A.[-1,
B.[0,
c.[o,e)
D.[0,e
4.(26-27高三上·湖南阶段检测)已知x≥1,e-ax-1≥0恒成立,则a的取值范围为
()
A.(-o,e-1]
B.(0,e
c.(0,e-]
D.(-o,e]
5.(26-27高三上湖南衡阳开学考试)已知a>0,若当x>-a时,n(a+)≤心恒成立,
则a的最大值为()
A日
2
B.1
C.e
.2
6.(25-26高二下河北唐山期中)若不等式-心-1≥0对任意的实数x恒成立,求实数
a的取值范围()
A.a=1
B.0≤a≤1
c.a=0
D.a≥0
7.(25-26高二下四川成都期中)若x∈[0,+∞),x2+a+1≤e恒成立,则a的最大整数
值为()
A.3
B.2
c.1
D.0
8.(25-26高二下山东枣庄期中)已知函数f(:)=x+l血x,若对任意两个不相等的正
f()-f1,则实数,的取值范围是()
实数x”,都有-为
A[及)®.(g
e.
0
[goj
二、填空题
9.(26-27高三上·四川南充阶段检测)己知不等式mx+1-sir≥0对x∈(0,)恒成立,
则实数m的取值范围是
10.(26-27高三上黑龙江阶段检测)已知不等式m+x-sinx≥0对x∈[0,+)恒成立,
则实数m的取值范围是
11.(25-26高二下·上海期中)设实数1>0,若对任意x∈(,+∞),不等式
e-(2+l)x+lnx之0恒成立,则2的取值范围是
三、解答题
12.(2526商二下寸东溜州期未)已知函数f(=hx+1,
(1)当a=e时,求f(x)的极值:
(2)讨论f(x)的单调性:
(3)若对任意的x∈(0,+∞),都有f(x)>0恒成立,求实数a的取值范围.
13.(25-26高二下湖北随州期末)已知函数()=mr-x血r+1.
(1)当m=2时,求f()的单调区间:
(2)若对任意的x>0,f)<2恒成立,求m的取值范围。
14.(吉林省吉林市普通中学2027届高三上学期第一次调研测试数学试题)已知函数
f(x)=Inx-2x+1
(1)求曲线y=f()在x=1处的切线方程:
(2)若a≤f(x)sb对任意x
[】恒胶立。来实数。6的最大位。
3)若f(x)-1≥:c-2e“对任意x∈[1,+∞)恒成立,求正实数k的取值范围.
15.(26,27高=上江苏阶段检)已知图数-+(a-lhx,aeR
()若a=0,求函数f(x)的极值:
(2)讨论函数∫(x)的单调性:
3)令g(x)=f(x)+a,若g(x)≥0恒成立,求a的取值范围.
16.(26-27高三上内蒙古包头期中)已知f(x)=xe,g(x)=lnx+x+a(a∈R)
(1)求f(x)的极小值:
(2)若方程f()=g()有两个不相等的实数根,x.
①求a的取值范围;
1
®若)之恒成立,求实数k的取值范围,
17.(2627高三上山东临沂阶段检测)已知函数f()-(me+e2-2m小r-2+号
(1)若m=0,求f(x)的单调性:
(2)若m=1,证明:f(x)仅有0和2两个零点:
3)当x≥0时,f(x)20恒成立,求实数m的取值范围.
18.(26-27高三上安徽阶段检测)已知函数f(x)=h(a+x)-am,a>0.
(1)若a=1,讨论f(x)的单调性:
(2)若关于x的不等式f(x)≤0恒成立,求a的最大值:
3)若存在唯一的正数a,使得f(x)≤a(2-l)x在x∈(0,+o)上恒成立,求元的值.
19.(26-27高三上陕西榆林阶段检测)已知函数f()=4hx
x
g(x)=2nx+a-L(aeR)】
(1)求函数∫(x)的极值:
(2)若直线y=5x-4与曲线y=(x)相切,求a的值:
3)若f(x)≤g(x)对任意的x∈(0,+o)恒成立,求a的取值范围.
20.(26-27高三上四川成都开学考试)已知函数f(x)=lr-x+1.
(1)求函数f(x)的极值:
2)证明:
(e 8).
(3)若f()≤xe-mr恒成立,求实数m的取值范围.