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《浙江专用2020版高考数学大一轮复习第四章导数及其应用第5节导数与不等式习题含解析.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第5节 导数与不等式考试要求 1.能利用导数证明简单的不等式;2.已知不等式恒(能)成立,会求参数的取值范围.知识梳理1.证明不等式时,可构造函数,将问题转化为函数的极值或最值问题.2.求解不等式恒成立或有解问题,可以考虑将参数分离出来,将参数范围问题转化为研究新函数值域的问题.3.不等式能成立看作不等式有解问题.[常用结论与易错提醒]与不等式有关的结论(1)对任意x,f(x)>g(x)⇔f(x)-g(x)>0⇔[f(x)-g(x)]min>0.(2)对任意x1,x2,f(x1)>g(x2)⇔f(x)min>g(x)max.(3)存在x1,x2,f(x1)>g(x2)⇔f(x
2、)max>g(x)min.(4)对任意x,存在x0,f(x)>g(x0)⇔f(x)min>g(x)min.(5)f(x)≥a或f(x)≤a对x∈D恒成立⇔f(x)min≥a或f(x)max≤a.(6)若存在x∈D,使f(x)≥a或f(x)≤a⇔f(x)max≥a或f(x)min≤a.(7)对任意的x1∈D1,总存在x2∈D2,使f(x1)=g(x2)⇔A⊆B(其中集合A为f(x1)的值域,集合B为f(x2)的值域).(8)当参数不易分离时,应注意分类讨论或数形结合思想的应用.基础自测1.已知函数f(x)=x2ex,当x∈[-1,1]时,不等式f(x)3、范围是( )A.B.C.[e,+∞)D.(e,+∞)解析 由f′(x)=xex(x+2),令f′(x)=0,得x=0或x=-2(舍去).当x∈(-1,0]时,f′(x)<0,f(x)递减,当x∈(0,1]时,f′(x)>0,f(x)递增,f(-1)=,f(1)=e,∴f(x)最大=f(1)=e,由题意m>e.答案 D2.设函数f(x)=ex(2x-1)-ax+a,其中a<1,若存在唯一整数x0使得f(x0)<0,则a的取值范围是( )A.B.C.D.解析 设g(x)=ex(2x-1),h(x)=ax-a,由题意知存在唯一的整数x0,使h(x0)在直线h(x)=ax-a的下4、方,因为g′(x)=ex(2x+1),∴当x<-时,g′(x)<0,当x>-时,g′(x)>0,∴当x=时,[g(x)]min=-2e,g(0)=-1,g(1)=e>1,直线h(x)=ax-a恒过(1,0)且斜率为a,故-a>g(0)=-1,且g(-1)=-3e-1≥-a-a,解得≤a<1.答案 D3.已知函数f(x)=(b∈R),若存在x∈使得f(x)+xf′(x)>0,则实数b的取值范围是( )A.B.C.(-∞,3)D.(-∞,)解析 f′(x)=.f(x)+xf′(x)=+[1+2x(x-b)-lnx-(x-b)2]=,∵存在x∈,使得f(x)+xf′(x)>0,∴5、1+2x(x-b)>0,∴b0,即6、-.设h(x)=lnx-x-(x>0),则h′(x)=-,令h′(x)=0,得x=1或x=-(舍去),当x∈(0,1)时,h′(x)>0,h(x)递增,当x∈(1,+∞)时,h′(x)<0,h(x)递减,∴h(x)最大=h(x)极大=h(1)=-2,由题意a≥-2.答案 [-2,+∞)5.当x∈[-2,1]时,不等式ax3-x2+4x+3≥0恒成立,则实数a的取值范围是________.解析 当x=0时,ax3-x2+4x+3≥0变为3≥0恒成立,即a∈R,当x∈(0,1]时,ax3≥x2-4x-3,a≥,∴a≥,设φ(x)=,φ′(x)==-=->0,∴φ(x)在(0,1]7、上递增,φ(x)max=φ(1)=-6.∴a≥-6.当x∈[-2,0)时,a≤,∴a≤.仍设φ(x)=,φ′(x)=-,当x∈[-2,-1)时,φ′(x)<0,当x∈(-1,0)时,φ′(x)>0.∴当x=-1时,φ(x)有极小值,即为最小值.而φ(x)min=φ(-1)==-2,∴a≤-2.综上知-6≤a≤-2.答案 [-6,-2]考点一 利用导数证明不等式【例1】(2018·全国Ⅰ卷)已知函数f(x)=aex-lnx-1.(1)设x=2是f(x)的极值点,求a,并求f(x)的单调区间;(2)证明:当
3、范围是( )A.B.C.[e,+∞)D.(e,+∞)解析 由f′(x)=xex(x+2),令f′(x)=0,得x=0或x=-2(舍去).当x∈(-1,0]时,f′(x)<0,f(x)递减,当x∈(0,1]时,f′(x)>0,f(x)递增,f(-1)=,f(1)=e,∴f(x)最大=f(1)=e,由题意m>e.答案 D2.设函数f(x)=ex(2x-1)-ax+a,其中a<1,若存在唯一整数x0使得f(x0)<0,则a的取值范围是( )A.B.C.D.解析 设g(x)=ex(2x-1),h(x)=ax-a,由题意知存在唯一的整数x0,使h(x0)在直线h(x)=ax-a的下
4、方,因为g′(x)=ex(2x+1),∴当x<-时,g′(x)<0,当x>-时,g′(x)>0,∴当x=时,[g(x)]min=-2e,g(0)=-1,g(1)=e>1,直线h(x)=ax-a恒过(1,0)且斜率为a,故-a>g(0)=-1,且g(-1)=-3e-1≥-a-a,解得≤a<1.答案 D3.已知函数f(x)=(b∈R),若存在x∈使得f(x)+xf′(x)>0,则实数b的取值范围是( )A.B.C.(-∞,3)D.(-∞,)解析 f′(x)=.f(x)+xf′(x)=+[1+2x(x-b)-lnx-(x-b)2]=,∵存在x∈,使得f(x)+xf′(x)>0,∴
5、1+2x(x-b)>0,∴b0,即6、-.设h(x)=lnx-x-(x>0),则h′(x)=-,令h′(x)=0,得x=1或x=-(舍去),当x∈(0,1)时,h′(x)>0,h(x)递增,当x∈(1,+∞)时,h′(x)<0,h(x)递减,∴h(x)最大=h(x)极大=h(1)=-2,由题意a≥-2.答案 [-2,+∞)5.当x∈[-2,1]时,不等式ax3-x2+4x+3≥0恒成立,则实数a的取值范围是________.解析 当x=0时,ax3-x2+4x+3≥0变为3≥0恒成立,即a∈R,当x∈(0,1]时,ax3≥x2-4x-3,a≥,∴a≥,设φ(x)=,φ′(x)==-=->0,∴φ(x)在(0,1]7、上递增,φ(x)max=φ(1)=-6.∴a≥-6.当x∈[-2,0)时,a≤,∴a≤.仍设φ(x)=,φ′(x)=-,当x∈[-2,-1)时,φ′(x)<0,当x∈(-1,0)时,φ′(x)>0.∴当x=-1时,φ(x)有极小值,即为最小值.而φ(x)min=φ(-1)==-2,∴a≤-2.综上知-6≤a≤-2.答案 [-6,-2]考点一 利用导数证明不等式【例1】(2018·全国Ⅰ卷)已知函数f(x)=aex-lnx-1.(1)设x=2是f(x)的极值点,求a,并求f(x)的单调区间;(2)证明:当
6、-.设h(x)=lnx-x-(x>0),则h′(x)=-,令h′(x)=0,得x=1或x=-(舍去),当x∈(0,1)时,h′(x)>0,h(x)递增,当x∈(1,+∞)时,h′(x)<0,h(x)递减,∴h(x)最大=h(x)极大=h(1)=-2,由题意a≥-2.答案 [-2,+∞)5.当x∈[-2,1]时,不等式ax3-x2+4x+3≥0恒成立,则实数a的取值范围是________.解析 当x=0时,ax3-x2+4x+3≥0变为3≥0恒成立,即a∈R,当x∈(0,1]时,ax3≥x2-4x-3,a≥,∴a≥,设φ(x)=,φ′(x)==-=->0,∴φ(x)在(0,1]
7、上递增,φ(x)max=φ(1)=-6.∴a≥-6.当x∈[-2,0)时,a≤,∴a≤.仍设φ(x)=,φ′(x)=-,当x∈[-2,-1)时,φ′(x)<0,当x∈(-1,0)时,φ′(x)>0.∴当x=-1时,φ(x)有极小值,即为最小值.而φ(x)min=φ(-1)==-2,∴a≤-2.综上知-6≤a≤-2.答案 [-6,-2]考点一 利用导数证明不等式【例1】(2018·全国Ⅰ卷)已知函数f(x)=aex-lnx-1.(1)设x=2是f(x)的极值点,求a,并求f(x)的单调区间;(2)证明:当
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