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利用导数研究不等式

利用导数研究不等式
利用导数研究不等式

利用导数研究不等式问题

1.已知函数f (x )=x 2-ax -a ln x (a ∈R ). (1)若函数f (x )在x =1处取得极值,求a 的值; (2)在(1)的条件下,求证:f (x )≥-x 33+5x 22-4x +116 . 2.(优质试题·烟台模拟)已知函数f (x )=x 2-ax ,g (x )=ln x ,h (x )=f (x )+g (x ). (1)若函数y =h (x )的单调减区间是????12,1,求实数a 的值; (2)若f (x )≥g (x )对于定义域内的任意x 恒成立,求实数a 的取值范围.

3.(优质试题·山西四校联考)已知f (x )=ln x -x +a +1. (1)若存在x ∈(0,+∞),使得f (x )≥0成立,求a 的取值范围; (2)求证:在(1)的条件下,当x >1时,12x 2+ax -a >x ln x +12 成立. 4.已知函数f (x )=(2-a )ln x +1x +2ax . (1)当a <0时,讨论f (x )的单调性; (2)若对任意的a ∈(-3,-2),x 1,x 2∈[1,3],恒有(m +ln 3)a -2ln 3>|f (x 1)-f (x 2)|成立,求实数m 的取值范围. 5.(优质试题·福州质检)设函数f (x )=e x -ax -1. (1)当a >0时,设函数f (x )的最小值为g (a ),求证:g (a )≤0; (2)求证:对任意的正整数n ,都有1n +1+2n +1+3n +1+…+n n +1<(n +1)n +1.

答案精析 1.(1)解 f ′(x )=2x -a -a x ,由题意可得f ′(1)=0,解得a =1.经检验,a =1时f (x )在x =1处取得极值,所以a =1. (2)证明 由(1)知,f (x )=x 2-x -ln x , 令g (x )=f (x )-????-x 33+5x 22 -4x +116 =x 33-3x 22+3x -ln x -116 , 由g ′(x )=x 2 -3x +3-1x =x 3-1x -3(x -1)=(x -1)3x (x >0),可知g (x )在(0,1)上是减函数, 在(1,+∞)上是增函数,所以g (x )≥g (1)=0,所以f (x )≥-x 33+5x 22-4x +116 成立. 2.解 (1)由题意可知,h (x )=x 2-ax +ln x (x >0), 由h ′(x )=2x 2-ax +1x (x >0), 若h (x )的单调减区间是????12,1, 由h ′(1)=h ′????12=0,解得a =3, 而当a =3时,h ′(x )=2x 2-3x +1x =(2x -1)(x -1)x (x >0). 由h ′(x )<0,解得x ∈????12,1, 即h (x )的单调减区间是????12,1, ∴a =3. (2)由题意知x 2-ax ≥ln x (x >0), ∴a ≤x -ln x x (x >0). 令φ(x )=x -ln x x (x >0),

利用导数证明不等式的两种通法

利用导数证明不等式的两种通法 吉林省长春市东北师范大学附属实验学校 金钟植 岳海学 利用导数证明不等式是高考中的一个热点问题,利用导数证明不等式主要有两种通法,即函数类不等式证明和常数类不等式证明。下面就有关的两种通法用列举的方式归纳和总结。 一、函数类不等式证明 函数类不等式证明的通法可概括为:证明不等式()()f x g x >(()()f x g x <)的问 题转化为证明()()0f x g x ->(()()0f x g x -<),进而构造辅助函数 ()()()h x f x g x =-,然后利用导数证明函数()h x 的单调性或证明函数()h x 的最小值(最 大值)大于或等于零(小于或等于零)。 例1 已知(0, )2 x π ∈,求证:sin tan x x x << 分析:欲证sin tan x x x <<,只需证函数()sin f x x x =-和()tan g x x x =-在(0,)2 π 上 单调递减即可。 证明: 令()sin f x x x =- ,其中(0,)2 x π ∈ 则/ ()cos 1f x x =-,而(0,)cos 1cos 102 x x x π ∈?

利用导数证明数列不等式(含解析)

利用导数证明数列不等式 利用导数证明数列不等式,在高考题中能较好的考查学生灵活运用知识的能力,一方面以函数为背景让学生探寻函数的性质,另一方面体现数列是特殊的函数,进而利用恒成立的不等式将没有规律的数列放缩为为有具体特征的数列,可谓一题多考,巧妙地将函数、导数、数列、不等式结合在一起,也是近年来高考的热门题型. 1、常见类型: (1)利用放缩通项公式解决数列求和中的不等问题 (2)利用递推公式处理通项公式中的不等问题 2、恒成立不等式的来源: (1)函数的最值:在前面的章节中我们提到过最值的一个作用就是提供恒成立的不等式. (2)恒成立问题的求解:此类题目往往会在前几问中进行铺垫,暗示数列放缩的方向.其中,有关恒成立问题的求解,参数范围内的值均可提供恒成立不等式. 3、常见恒成立不等式: (1) 对数→多项式 (2) 指数→多项式 4、关于前项和的放缩问题:求数列前项公式往往要通过数列的通项公式来解决,高中阶段求和的方法有以下几种: (1)倒序相加:通项公式具备第项与第项的和为常数的特点. (2)错位相减:通项公式为“等差等比”的形式(例如,求和可用错位相减). (3)等比数列求和公式 (4)裂项相消:通项公式可裂为两项作差的形式,且裂开的某项能够与后面项裂开的某项进行相消. 注:在放缩法处理数列求和不等式时,放缩为等比数列和能够裂项相消的数列的情况比较多见,故优先考虑. 5、大体思路:对于数列求和不等式,要谨记“求和看通项”,从通项公式入手,结合不等号方向考虑放缩成可求和的通项公式. 6、在放缩时要注意前几问的铺垫与提示,尤其是关于恒成立问题与最值问题所带来的恒成立不等式,往往提供了放缩数列的方向. 7、放缩通项公式有可能会进行多次,要注意放缩的方向:朝着可求和的通项公式进行靠拢(等比数列,裂项相消等). ln 1x x <-1x e x >+n n k 1n k -+?2n n a n =?n a

利用导数证明不等式的常见题型

利用导数证明不等式的常见题型 山西大学附属中学 韩永权 邮箱:hyq616@https://www.docsj.com/doc/c415319505.html, 不等式的证明是近几年高考的一个热点题型,它一般出现的压轴题的位置,解决起来比较困难。本文给出这一类问题常见的证明方法,给将要参加高考的学子一些启示和帮助。只要大家认真领会和掌握本文的内容,定会增强解决对这一类问题的办法。下面听我慢慢道来。 题型一 构造函数法,把不等式的证明转化为利用导数研究函数的单调性或求最值,从而证明不等式,而如何根据不等式的结构特征构造一个可导函数是用导数证明不等式的关键。 例1(人教版选修2-2第32页B 组1题)利用函数的单调性,证明不列不等式 (1)),0(,sinx π∈-x x x (3)0,1≠+>x x e x (4)0,ln ><x 时,求证:x x x ≤+≤+- )1ln(1 1 1 证明:令x x x f -+=)1ln()(,则1 111)(+- =-+='x x x x f ∴当01<<-x 时,0)(>'x f ,当0>x 时,0)(<'x f ,()f x 在),1(+∞-上的最大值为 0)0()(max ==f x f ,因此,0)0()(=≤f x f ,即0)1ln(≤-+x x ∴x x ≤+)1ln((右面得证), 再证左面,令11 1 )1ln()(-+++=x x x g ,2 2)1()1(111)(+=+-+='x x x x x g 则 当0)(,),0(;0)(,)0,1(>'+∞∈<'-∈x g x x g x 时当时,函数)(x g 在),1(+∞-上的最小值为 0)0()(m i n ==g x g ,∴0)0()(=≥g x g ,即011 1 )1ln(≥-+++x x ∴111)1ln(+-≥+x x (左面得证),综上,当x x x x ≤+≤-+->)1ln(11 1 ,1有时 启示:证明分三个步骤,一是构造函数,二是对函数求导,判断函数的单调性,三是求此函数的最值,得 出结论。 题型二 通过对函数的变形,利用分析法,证明不等式 例.bx x x h +=ln )(有两个不同的零点21,x x ①求b 的取值范围;②求证:1221x x e >. 解析:①()ln h x x bx =+,其定义域为(0,+∞).由()0h x =得ln -x b x =,记ln ()x x x ?=-,则2 l n 1 ()x x x ?-'=, 所以ln ()x x x ?=-在(0,)e 单调减,在(,)e +∞单调增,所以当x e =时ln ()x x x ?=-取得最小值1e -. 又(1)0?=,所以(0,1)x ∈时()0x ?>,而(1,)x ∈+∞时()0x ?<,所以b 的取值范围是(1 e -,0). ②由题意得1122ln 0,ln 0x bx x bx +=+=, 所以12122121ln ()0,ln ln ()0x x b x x x x b x x ++=-+-=,所以 12122121 ln ln ln x x x x x x x x +=--,不妨设21x x <, 要证212x x e >,需证12122121 ln (ln ln )2x x x x x x x x +=->-.即证2121212()ln ln x x x x x x -->+, 设21(1)x t t x =>,则2(1)4()ln ln 211 t F t t t t t -=-=+-++, 所以2 22 14(1)()0(1)(1) t F t t t t t -'=-=>++,所以函数()F t 在(1,+∞)上单调增, 而(1)0F =,所以()0F t >即2(1) ln 1 t t t ->+,所以212x x e >.

利用导数构造函数解不等式

构造函数解不等式 1.(2015全国2理科).设函数f’(x)是奇函数()()f x x R ∈的导函数,f (-1)=0,当0x >时,'()()0xf x f x -<,则使得()0f x >成立的x 的取值范围是 (A ) (B )(C ) (D ) 2若定义在R 上的函数()f x 是奇函数, ()02=f ,当x >0时,()()2x x f x f x -'<0,恒成立,则不等式()x f x 2>0的解集 A ()2,-∞-?()+∞,2 B ()0,2- ? ()+∞,2 C ()2,-∞-?()2,0 D .()0,2-?()2,0 3定义在R 上的函数()f x 满足:()()1(0)4f x f x f '+>=,, 则不等式()3x x e f x e >+(其中e 为自然对数的底数)的解集为( ) A .()0,+∞ B . ()(),03,-∞+∞U C .()(),00,-∞+∞U D .()3,+∞ 4. 定义在R 上的函数()f x 满足:()1()f x f x '>-,(0)6f =,()f x '是()f x 的导函数, 则不等式()5x x e f x e >+(其中e 为自然对数的底数)的解集为 A .()0,+∞ B .()(),03,-∞+∞U C .()(),01,-∞+∞U D .()3,+∞ 5.定义在R 上的函数()f x 满足 则不等式(其中e 为自然对数的底数)的解集为

6.定义域为R 的可导函数()x f y =的导函数为'()f x ,满足()()x f x f '>,且(),10=f 则不等式()1

第18讲 导数的应用——利用导数研究不等式恒成立问题备战2021年新高考数学考点精讲与达标测试

《导数的应用——利用导数研究不等式恒成立(能成立)问题》 达标检测 [A 组]—应知应会 1.已知函数f (x )=x +4 x ,g (x )=2x +a ,若?x 1∈????12,1,?x 2∈[2,3],使得f (x 1)≥g (x 2),则实数a 的取值范围是( ) A .a ≤1 B .a ≥1 C .a ≤2 D .a ≥2 【解析】选A.由题意知f (x )min ??? ?x ∈????12,1≥g (x )min (x ∈[2,3]),因为f (x )min =5,g (x )min =4+a ,所以5≥4+a ,即a ≤1,故选A. 2.(2020·吉林白山联考)设函数f (x )=e x ????x +3x -3-a x ,若不等式f (x )≤0有正实数解,则实数a 的最小值为________. 【解析】原问题等价于存在x ∈(0,+∞),使得a ≥e x (x 2-3x +3),令g (x )=e x (x 2-3x +3),x ∈(0,+∞),则a ≥g (x )min ,而g ′(x )=e x (x 2-x ).由g ′(x )>0可得x ∈(1,+∞),由g ′(x )<0可得x ∈(0,1).据此可知,函数g (x )在区间(0,+∞)上的最小值为g (1)=e.综上可得,实数a 的最小值为e. 3.(2020·西安质检)已知函数f (x )=ln x ,g (x )=x -1. (1)求函数y =f (x )的图象在x =1处的切线方程; (2)若不等式f (x )≤ag (x )对任意的x ∈(1,+∞)均成立,求实数a 的取值范围. 【解析】(1)因为f ′(x )=1 x , 所以f ′(1)=1. 又f (1)=0,所以切线的方程为y -f (1)=f ′(1)(x -1), 即所求切线的方程为y =x -1. (2)易知对任意的x ∈(1,+∞),f (x )>0,g (x )>0. ①当a ≥1时,f (x )≤g (x )≤ag (x ); ②当a ≤0时,f (x )>0,ag (x )≤0,所以不满足不等式f (x )≤ag (x ); ③当0<a <1时,设φ(x )=f (x )-ag (x )=ln x -a (x -1),则φ′(x )=1 x -a ,

2021届高考数学(理)一轮复习学案:第3章导数及其应用第4节利用导数证明不等式

第四节 利用导数证明不等式 课堂考点探究 考点1 单变量不等式的证明 单变量不等式的证明方法 (1)移项法:证明不等式f (x )>g (x )(f (x )<g (x ))的问题转化为证明f (x )-g (x )>0(f (x )-g (x )<0),进而构造辅助函数h (x )=f (x )-g (x ); (2)构造“形似”函数:对原不等式同解变形,如移项、通分、取对数;把不等式转化为左右两边是相同结构的式子的结构,根据“相同结构”构造辅助函数; (3)最值法:欲证f (x )<g (x ),有时可以证明f (x )max <g (x )min . 直接将不等式转化为函数的最值问题 已知函数f (x )=ln x +ax 2+(2a +1)x . (1)讨论f (x )的单调性; (2)当a <0时,证明f (x )≤-3 4a -2. [解] (1)f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=1x +2ax +2a +1= x +1 2ax +1 x . 当a ≥0,则当x ∈(0,+∞)时,f ′(x )>0,故f (x )在(0,+∞)上单调递增. 当a <0,则当x ∈? ????0,-12a 时,f ′(x )>0;当x ∈? ????-12a ,+∞时,f ′(x )<0. 故f (x )在? ????0,-12a 上单调递增,在? ?? ??-12a ,+∞上单调递减. (2)证明:由(1)知,当a <0时,f (x )在x =-12a 取得最大值,最大值为f ? ????-12a =ln ? ??? ?-12a -1-1 4a . 所以f (x )≤-34a -2等价于ln ? ????-12a -1-14a ≤-34a -2,即ln ? ????-12a +1 2a +1≤0.设g (x ) =ln x -x +1,则g ′(x )=1 x -1.当x ∈(0,1)时,g ′(x )>0;当x ∈(1,+∞)时,g ′(x ) <0.所以g (x )在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.故当x =1时,g (x )取得最大 值,最大值为g (1)=0.所以当x >0时,g (x )≤0.从而当a <0时,ln ? ????-12a +1 2a +1≤0, 即f (x )≤-3 4a -2. 将不等式转化为函数最值来证明不等式,其主要思想是依据函数在固定区间

2018届高三构造函数利用导数解不等式(原卷版)

专题一构造函数利用导数解不等式 对于已知不等式中既有()f x 又有'()f x ,一般不能直接确定'()f x 的正负,即不能确定()f x 的单调性,这时要求我们构造一个新函数,以便利用已知不等式判断其导数的的正负,常见的构造新函数有 1.对于()()x g x f ''>,构造()()() x g x f x h -=更一般地,遇到()()0'≠>a a x f ,即导函数大于某种非零常数(若a =0,则无需构造),则可构()()ax x f x h -=2.对于()()0''>+x g x f ,构造()()() x g x f x h +=3.对于()()0'>+x f x f ,构造()()x f e x h x =4.对于()()x f x f >'[或()()0'>-x f x f ],构造()()x e x f x h = 5.对于()()0'>+x f x xf ,构造()() x xf x h =6.对于()()0'>-x f x xf ,构造()()x x f x h = 7.对于()() 0'>x f x f ,分类讨论:(1)若()0>x f ,则构造()()x f x h ln =;(2)若()0C.(1)4(2)f f

利用导数解决不等式恒成立中的参数问题学案

利用导数解决不等式恒成立中的参数问题 一、单参数放在不等式上型: 【例题1】(07全国Ⅰ理)设函数()x x f x e e -=-.若对所有0x ≥都有()f x ax ≥,求a 的取值范围. 解:令()()g x f x ax =-,则()()x x g x f x a e e a -''=-=+-, (1)若2a ≤,当0x >时,()20x x g x e e a a -'=+->-≥,故()g x 在(0,)+∞上为增函数, ∴0x ≥时,()(0)g x g ≥,即()f x ax ≥. (2)若2a >,方程()0g x '=的正根为1x = 此时,若1(0,)x x ∈,则()0g x '<,故()g x 在该区间为减函数. ∴1(0,)x x ∈时,()(0)0g x g <=,即()f x ax <,与题设()f x ax ≥相矛盾. 综上,满足条件的a 的取值范围是(,2]-∞. 说明:上述方法是不等式放缩法. 【针对练习1】(10课标理)设函数2 ()1x f x e x ax =---,当0x ≥时,()0f x ≥,求a 的取值范围. 解: 【例题2】(07全国Ⅰ文)设函数32()2338f x x ax bx c =+++在1x =及2x =时取得极值. (1)求a 、b 的值;(2)若对于任意的[0,3]x ∈,都有2()f x c <成立,求c 的取值范围. 解:(1)2()663f x x ax b '=++, ∵函数()f x 在1x =及2x =取得极值,则有(1)0f '=,(2)0f '=. 即6630241230a b a b ++=?? ++=? ,解得3a =-,4b =. (2)由(1)可知,32()29128f x x x x c =-++,2()618126(1)(2)f x x x x x '=-+=--. 当(0,1)x ∈时,()0f x '>;当(1,2)x ∈时,()0f x '<;当(2,3)x ∈时,()0f x '>. ∴当1x =时,()f x 取得极大值(1)58f c =+,又(0)8f c =,(3)98f c =+. 则当[0,3]x ∈时,()f x 的最大值为(3)98f c =+. ∵对于任意的[0,3]x ∈,有2()f x c <恒成立,∴298c c +<,解得1c <-或9c >, 因此c 的取值范围为(,1)(9,)-∞-+∞. 最值法总结:区间给定情况下,转化为求函数在给定区间上的最值. 【针对练习2】(07重庆理)已知函数44 ()ln (0)f x ax x bx c x =+->在1x =处取得极值3c --,其中 a 、b 、c 为常数. (1)试确定a 、b 的值;(2)讨论函数()f x 的单调区间; (3)若对任意0x >,不等式2()2f x c ≥-恒成立,求c 的取值范围.

利用导数解不等式考点与题型归纳

利用导数解不等式考点与题型归纳 考点一 f (x )与f ′(x )共存的不等式问题 [典例] (1)定义在R 上的函数f (x ),满足f (1)=1,且对任意x ∈R 都有f ′(x )<1 2,则不 等式f (lg x )>lg x +1 2 的解集为__________. (2)设f (x ),g (x )分别是定义在R 上的奇函数和偶函数,当x <0时,f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x )>0,且g (-3)=0,则不等式f (x )g (x )<0的解集为__________________. [解析] (1)由题意构造函数g (x )=f (x )-1 2x , 则g ′(x )=f ′(x )-1 2<0, 所以g (x )在定义域内是减函数. 因为f (1)=1,所以g (1)=f (1)-12=1 2, 由f (lg x )>lg x +12,得f (lg x )-12lg x >1 2. 即g (lg x )=f (lg x )-12lg x >1 2=g (1), 所以lg x <1,解得0<x <10. 所以原不等式的解集为(0,10). (2)借助导数的运算法则,f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x )>0?[f (x )g (x )]′>0,所以函数y =f (x )g (x )在(-∞,0)上单调递增.又由题意知函数y =f (x )g (x )为奇函数,所以其图象关于原点对称,且过点(-3,0),(3,0).数形结合可求得不等式f (x )g (x )<0的解集为(-∞,-3)∪(0,3). [答案] (1)(0,10) (2)(-∞,-3)∪(0,3) [解题技法] (1)对于不等式f ′(x )+g ′(x )>0(或<0) ,构造函数F (x )=f (x )+g (x ). (2)对于不等式f ′(x )-g ′(x )>0(或<0) ,构造函数F (x )=f (x )-g (x ). 特别地,对于不等式f ′(x )>k (或<k )(k ≠0),构造函数F (x )=f (x )-kx . (3)对于不等式f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x )>0(或<0),构造函数F (x )=f (x )g (x ).

2020高考数学专题突破练2利用导数研究不等式与方程的根文含解析

专题突破练(2) 利用导数研究不等式与方程的根 一、选择题 1.(2019·佛山质检)设函数f (x )=x 3 -3x 2 +2x ,若x 1,x 2(x 1<x 2)是函数g (x )=f (x )-λx 的两个极值点,现给出如下结论: ①若-1<λ<0,则f (x 1)<f (x 2);②若0<λ<2,则f (x 1)<f (x 2);③若λ>2,则 f (x 1)<f (x 2). 其中正确结论的个数为( ) A .0 B .1 C .2 D .3 答案 B 解析 依题意,x 1,x 2(x 10,即λ>-1,且x 1+x 2=2,x 1x 2=2-λ3.研究f (x 1)0,解得λ>2.从而可知③正确.故选B . 2.(2018·乌鲁木齐一诊)设函数f (x )=e x x +3x -3-a x ,若不等式f (x )≤0有正实数解, 则实数a 的最小值为( ) A .3 B .2 C .e 2 D .e 答案 D 解析 因为f (x )=e x x +3x -3-a x ≤0有正实数解,所以a ≥(x 2-3x +3)e x ,令g (x )=(x 2-3x +3)e x ,则g ′(x )=(2x -3)e x +(x 2-3x +3)e x =x (x -1)e x ,所以当x >1时,g ′(x )>0;当0b >c B .b >a >c C .c >b >a D .c >a >b 答案 C 解析 构造函数f (x )=e x x 2,则a =f (6),b =f (7),c =f (8),f ′(x )=x e x (x -2) x 4 ,当x >2时,f ′(x )>0,所以f (x )在(2,+∞)上单调递增,故f (8)>f (7)>f (6),即c >b >a .故选C . 4.(2018·合肥质检二)已知函数f (x )是定义在R 上的增函数,f (x )+2>f ′(x ),f (0)=1,则不等式ln (f (x )+2)-ln 3>x 的解集为( ) A .(-∞,0) B .(0,+∞) C.(-∞,1) D .(1,+∞)

【高中数学】利用导数证明不等式

第四节利用导数证明不等式 考点1作差法构造函数证明不等式 (1)欲证函数不等式f(x)>g(x)(x>a),只需证明f(x)-g(x)>0(x>a),设h(x)=f(x)-g(x),即证h(x)>0(x>a).若h(a)=0,h(x)>h(a)(x>a).接下来往往用导数证得函数h(x)是增函数即可. (2)欲证函数不等式f(x)>g(x)(x∈I,I是区间),只需证明f(x)-g(x)>0(x∈I). 设h(x)=f(x)-g(x)(x∈I),即证h(x)>0(x∈I),也即证h(x)min>0(x∈I)(若h(x)min不存在,则须求函数h(x)的下确界),而这用导数往往容易解决. 已知函数f(x)=ax+x ln x在x=e-2(e为自然对数的底数)处取得极小值. (1)求实数a的值; (2)当x>1时,求证:f(x)>3(x-1). [解](1)因为f(x)定义域为(0,+∞),f(x)=ax+x ln x, 所以f′(x)=a+ln x+1, 因为函数f(x)在x=e-2处取得极小值, 所以f′(e-2)=0,即a+ln e-2+1=0, 所以a=1,所以f′(x)=ln x+2. 当f′(x)>0时,x>e-2;当f′(x)<0时,0<x<e-2, 所以f(x)在(0,e-2)上单调递减,在(e-2,+∞)上单调递增, 所以f(x)在x=e-2处取得极小值,符合题意,所以a=1. (2)证明:由(1)知a=1,所以f(x)=x+x ln x. 令g(x)=f(x)-3(x-1), 即g(x)=x ln x-2x+3(x>0). g′(x)=ln x-1,由g′(x)=0,得x=e. 由g′(x)>0,得x>e;由g′(x)<0,得0<x<e. 所以g(x)在(0,e)上单调递减,在(e,+∞)上单调递增,

利用导数证明不等式的常见题型及解题技巧

利用导数证明不等式的常见题型及解题技巧

利用导数证明不等式的常见题型及解题技巧 趣题引入 已知函数 设, 证明:分析:主要考查利用导数证明不等式的能力。证明:,设 当时 ,当时 , 即在上为减函数,在上为增函数 ∴,又 ∴, 即 设 当时,,因此在区间上为减函数; 因为,又 ∴, 即 故综上可知,当 时,本题在设辅助函数时,考虑到不等式涉及的变量是区间的两个端点,因此, 设辅助函数时就把其中一个端点设为自变量,范例中选用右端点,读者不妨设为左端点试一试,就能体会到其中的奥妙了。技巧精髓 一、利用导数研究函数的单调性,再由单调性来证明不等式是函数、导数、 不等式综合中的一个难点,也是近几年高考的热点。 二、解题技巧是构造辅助函数,把不等式的证明转化为利用导数研究函数的 单调性或求最值,从而证得不等式,而如何根据不等式的结构特征构造一个 x x x g ln )(=b a <<02ln )(2 ( 2)()(0a b b a b g a g -<+-+<1ln )(+='x x g )2 (2)()()(x a g x g a g x F +-+=2 ln ln )2()(21)2(2)()(''''x a x x a g x g x a g x g x F +-=+-=?+-='a x <<00)(<'x F a x >0)(>'x F )(x F ),0(a x ∈),(+∞∈a x 0)()(min ==a F x F a b >0)()(=>a F b F 0)2 (2)()(>+-+b a g b g a g 2ln )(2 (2)()()(a x x a g x g a g x G --+-+=)ln(ln 2ln 2 ln ln )(x a x x a x x G +-=-+-='∴0>x 0)('0)()(=

第5讲 利用导数研究不等式恒成立求参数范围问题

第5讲 利用导数研究不等式恒成立求参数范围问题 把参数看作常数利用分类讨论方法解决 [典例引领] (2018·衡阳模拟)已知函数f (x )=ln x -ax ,a ∈R . (1)求函数f (x )的单调区间; (2)若不等式f (x )+a <0在x ∈(1,+∞)上恒成立,求a 的取值范围. 【解】 (1)函数f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=1 x -a . ①当a ≤0时,f ′(x )>0恒成立, 则f (x )只有单调递增区间是(0,+∞). ②当a >0时,由f ′(x )>0,得0<x <1 a ; 由f ′(x )<0,得x >1 a ; 所以f (x )的单调递增区间是(0,1a ),单调递减区间是????1a ,+∞. (2)f (x )+a <0在x ∈(1,+∞)上恒成立,即ln x -a (x -1)<0在x ∈(1,+∞)上恒成立. 设g (x )=ln x -a (x -1),x >0,则g ′(x )=1 x -a ,注意到g (1)=0, ①当a ≥1时,g ′(x )<0在x ∈(1,+∞)上恒成立, 则g (x )在x ∈(1,+∞)上单调递减, 所以g (x )<g (1)=0,即a ≥1时满足题意. ②当0<a <1时,令g ′(x )>0,得0<x <1 a ; 令g ′(x )<0,得x >1 a . 则g (x )在????1,1 a 上单调递增, 所以当x ∈????1,1 a 时,g (x )>g (1)=0, 即0<a <1时不满足题意(舍去). ③当a ≤0时,g ′(x )=1 x -a >0,

利用导数解决不等式问题

考点43 利用导数解决不等式问题 1.(13天津T8)设函数2()e 2,()ln 3x x g x x x x f +-=+-=. 若实数,a b 满足()0,()0f a g b ==, 则( ) A. ()0()g a f b << B. ()0()f b g a << C. 0()()g a f b << D. ()()0f b g a << 【测量目标】利用导数解决不等式问题. 【考查方式】已知两个函数,通过导数判断函数的单调性,比较值的大小. 【试题解析】首先确定b a ,的取值范围,再根据函数的单调性求解. ()e 10x f x '=+>,∴()x f 是增函数. (步骤1) ∵()x g 的定义域是()0,+∞,∴()120,g x x x '=+> ∴()x g 是()0,+∞上的增函数. (步骤2) ∵()010,(1)e 10,0 1.f f a =-<=->∴<<(步骤3) (1)20,g =-<(2)ln 210,12,()0,()0.g b f b g a =+>∴<<∴><(步骤4) 2.(13湖南T21)(本小题满分13分)已知函数21()e 1x x f x x -= +. ⑴求()f x 的单调区间; ⑵证明:当时1212()()()f x f x x x =≠时,120x x +<. 【测量目标】导数的运算,导数研究函数的单调性,导数在不等式证明问题中的应用. 【考查方式】考查导数的运算、利用导数求函数单调区间的方法、构造函数判断函数大小的方法. 【试题解析】⑴ 函数的定义域,-∞+∞(), 2211()e e 11x x x x f x x x '--??'=+ ?++?? 222(11)e 1)(1)e 21)x x x x x x x -+-?+--?=+((22232e 1)x x x x x --+=?+((步骤1) 22420?=-?<,∴当(,0)x ∈-∞时,()0,()f x y f x '>=单调递增,

利用导数证明不等式的常见题型及解题技巧

利用导数证明不等式的常见题型及解题技巧 趣题引入 已知函数x x x g ln )(= 设b a <<0, 证明:2ln )()2 ( 2)()(0a b b a b g a g -<+-+< 分析:主要考查利用导数证明不等式的能力。 证明:1ln )(+='x x g ,设)2 (2)()()(x a g x g a g x F +-+= 2 ln ln )2()(21)2(2)()(''''x a x x a g x g x a g x g x F +-=+-=?+-=' 当a x <<0时 0)(<'x F ,当a x >时 0)(>'x F , 即)(x F 在),0(a x ∈上为减函数,在),(+∞∈a x 上为增函数 ∴0)()(min ==a F x F ,又a b > ∴0)()(=>a F b F , 即0)2 ( 2)()(>+-+b a g b g a g 设2ln )()2 (2)()()(a x x a g x g a g x G --+-+= )ln(ln 2ln 2ln ln )(x a x x a x x G +-=-+-='∴ 当0>x 时,0)(' ∴0)()(=

导数证明不等式题型全

导数题型一:证明不等式 不等式的证明问题是中学数学教学的一个难点,传统证明不等式的方法技巧性强,多数学生不易想到,并且各类不等式的证明没有通性通法.随着新教材中引入导数,这为我们处理不等式的证明问题又提供了一条新的途径,并且在近年高考题中使用导数证明不等式也时有出现,但现行教材对这一问题没有展开研究,使得学生对这一简便方法并不了解.利用导数证明不等式思路清晰,方法简捷,操作性强,易被学生掌握。下面介绍利用单调性、极值、最值证明不等式的基本思路,并通过构造辅助函数,证明一些不等式。 一.构造形似函数型 例1.求证下列不等式 (1)) 1(2)1ln(22 2x x x x x x +-<+<-),0(∞+∈x (相减) (2)πx x 2sin >)2,0(π ∈x (相除两边同除以x 得π2 sin >x x ) (3)x x x x -<-tan sin )2, 0(π∈x (4)已知:)0(∞+∈x ,求证x x x x 11ln 11<+<+;(换元:设x x t 1+=) (5)已知函数()ln(1)f x x x =+-,1x >-,证明:11ln(1)1x x x - ≤+≤+ 巩固练习: 1.证明1>x 时,不等式x x 132- > 2.0≠x ,证明:x e x +>1 3.0>x 时,求证:)1ln(2 2 x x x +<-

4.证明: ).11(,3 2)1ln(3 2<<-+-≤+x x x x x 5.证明: 331an x x x t +>,)2 ,0(π∈x . 二、需要多次求导 例2.当)1,0(∈x 时,证明:22)1(ln )1(x x x <++ 例3.求证:x >0时,211x 2 x e x ->+ 例4.设函数f (x )=ln x + 2a x 2-(a +1)x (a >0,a 为常数).若a =1,证明:当x >1 时,f (x )< 12x 2-21 x x +三、作辅助函数型 例5.已知:a 、b 为实数,且b >a >e ,其中e 为自然对数的底,求证:a b >b a . 例6.已知函数f(x)=ln(1+x)-x,g(x)=xlnx, (i)求函数f(x)的最大值; (ii)设0>b a ,证明b a b a b a b a ≤++)2 ( (3)若2021π << 四、同增与不同增

导数在不等式证明中的应用

导数在不等式证明中的应用 引言 不等式的证明是数学学习中的难点,而导数在不等式的证明中起着关键的作用。不等式的证明是可以作为一个系列问题来看待,不等式的证明是数学学习的重要内容之一,也是难点之一。其常用的证明方法有: 比较法、综合法、分析法、重要不等法、数学归纳法等等,然而有一些问题用上面的方法来解决是很困难的,我们在学完导数及其应用这一内容以后,可以利用导数的定义、函数的单调性、最值性(极值性)等相关知识解决一些不等式证明的问题。导数也是微积分的初步基础知识,是研究函数、解决实际问题的有力工,它包括微分中值定理和导数应用。不等式的证明在数学课题中也是一个很重要的问题,此类问题能够培养我们理解问题、分析问题的能力。本文针这篇论文是在指导老师的悉心指导和严格要求下完成的。这篇论文是在指导老师的悉心指导和严格要求下完成的。对导数的定义、微分中值定理、函数的单调性、泰勒公式、函数的极值、函数的凹凸性在不等式证明中的应用进行了举例。 一、利用导数的定义证明不等式 定义 设函数()f f x =在点0x 的某领域内有定义,若极限 ()() 000 lim x x f x f x x x →-- 存在 则称函数f 在点0x 处可导,并称该极限为函数f 在点0x 处的导数,记作()'0f x 令 0x x x =+?,()()00y f x x f x ?=+?-,则上式可改写为 ()()()00'000lim lim x x f x x f x y f x x x ?→?→+?-?==?? 所以,导数是函数增量y ?与自变量增量x ?之比 y x ??的极限。这个增量比称为函数关于自变量的平均变化率( 又称差商),而导数()'0f x 则为f 在0x 处关于x 的变化率。 以下是导数的定义的两种等价形式:

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