导数和数列综合问题解决技巧之构造函数法.doc

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1、.导数和数列综合问题解决技巧之构造函数法函数与方程数学思想方法是新课标要求的一种重要的数学思想方法，构造函数法便是其中的一种，下面就源于两个重要极限的不等式利用近三年高考题举例加以说明。1．设函数在R上的导函数为，且，下面的不等式在R上恒成立的是A．　　　B．C．　D．【答案】A【解析】由已知，首先令得，排除B，D．令，则，①　当时，有，所以函数单调递增，所以当时，，从而．②　当时，有，所以函数单调递减，所以当时，，从而．综上．故选A．【考点定位】本试题考察了导数来解决函数单调性的运用．通过分析解析式的特点，考查了分析问题和解决问题的能力．2．已知函数，．（Ⅰ

2、）讨论函数的单调性；（Ⅱ）证明：若，则对任意，，有．解：（Ⅰ）的定义域为．…………………2分（i）若即，则，故在单调增加．（ii）若，而，故，则当时，；当及时，．故在单调减少，在单调增加．Word资料.（iii）若，即，同理可得在单调减少，在单调增加．（II）考虑函数．则．由于故，即在单调增加，从而当时有，即，故，当时，有．………………………………12分3．已知曲线．从点向曲线引斜率为的切线，切点为．（1）求数列的通项公式；（2）证明：．【解析】曲线是圆心为，半径为的圆，切线（Ⅰ）依题意有，解得，又，联立可解得，（Ⅱ），先证：，证法一：利用数学归纳法当时，，命

3、题成立，假设时，命题成立，即，则当时，∵，Word资料.故．∴当时，命题成立故成立．证法二：，，下证：．不妨设，令，则在上恒成立，故在上单调递减，从而，即．综上，成立．4．【09全国Ⅱ·理】22．（本小题满分12分）设函数有两个极值点，且．（I）求的取值范围，并讨论的单调性；（II）证明：．【解】（I）由题设知，函数的定义域是且有两个不同的根，故的判别式，即且…………………………………①又故．因此的取值范围是．Word资料.当变化时，与的变化情况如下表：因此在区间和是增函数，在区间是减函数．（II）由题设和①知于是　　　　．设函数　则　当时，；当时，故在区间是

4、增函数．于是，当时，因此．www．ks5u．com5．【2008年山东理】　21．（本题满分12分）已知函数其中为常数．（I）当时，求函数的极值；（II）当时，证明：对任意的正整数，当时，有【标准答案】（Ⅰ）解：由已知得函数的定义域为，当时，，所以．（1）当时，由得，，此时．当时，，单调递减；Word资料.当时，，单调递增．（2）当时，恒成立，所以无极值．综上所述，时，当时，在处取得极小值，极小值为．当时，无极值．（Ⅱ）证法一：因为，所以．当为偶数时，令，则（）．所以当时，单调递增，又，因此恒成立，所以成立．当为奇数时，要证，由于，所以只需证，令，则（），所以

5、当时，单调递增，又，所以当时，恒有，即命题成立．综上所述，结论成立．证法二：当时，．当时，对任意的正整数，恒有，Word资料.故只需证明．令，，则，当时，，故在上单调递增，因此当时，，即成立．故当时，有．即．【试题分析】第一问对讨论时要注意一些显而易见的结果，当时恒成立，无极值．第二问需要对构造的新函数进行“常规处理”，即先证单调性，然后求最值，最后作出判断．【高考考点】导数及其应用、构造函数证明不等式【易错提醒】没有注意该函数定义域对问题的影响，分类讨论无目标，判断的正负漏掉符号．【备考提示】函数类问题的解题方法要内悟、归纳、整理，使之成为一个系统，在具体运

6、用时自如流畅，既要具有一定的思维定向，也要谨防盲目套用．此类问题对转化能力要求很高，不能有效转化是解题难以突破的主要原因，要善于构造函数证明不等式，从而体现导数的工具性．6．【2007年山东理】（22）（本小题满分14分）设函数，其中．（I）当时，判断函数在定义域上的单调性；（II）求函数的极值点；（III）证明对任意的正整数，不等式都成立．【解】（Ⅰ）由题意知，的定义域为，设，其图象的对称轴为，Word资料.　当时，，即在上恒成立，当时，，当时，函数在定义域上单调递增　（Ⅱ）①由（Ⅰ）得：当时，函数无极值点　②时，有两个相同的解，时，，时，，时，函数在上无极

7、值点　③当时，有两个不同解，，，时，，，即，　时，，随的变化情况如下表：极小值由此表可知：时，有惟一极小值点，当时，，，此时，，随的变化情况如下表：极大值极小值Word资料.由此表可知：时，有一个极大值和一个极小值点；综上所述：时，有惟一最小值点；时，有一个极大值点和一个极小值点；时，无极值点　（Ⅲ）当时，函数，令函数，则．当时，，所以函数在上单调递增，又　时，恒有，即恒成立　故当时，有．对任意正整数取，则有所以结论成立．7．【2008年湖南理】21．（本小题满分13分）已知函数．（I）求函数的单调区间；（Ⅱ）若不等式对任意的都成立（其中是自然对数的底数）．求

8、的最大值．解：（Ⅰ）函数的定义域是，设