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时间:2021-01-18
《2021届高考数学考向击破(文理通用)专题3.8 导数与不等式(解析版).docx》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、3.8导数与不等式31原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!考向一分离常数法解恒成立【例1】【广东省2019年汕头市普通高考】已知f(x)=12x2+aex-lnx.(1)设x=12是fx的极值点,求实数a的值,并求fx的单调区间:(2)a>0时,求证:fx>12.【答案】见解析【解析】(1)由题意,函数fx的定义域为(0,+∞),又由f'x=x+aex-1x,且x=12是函数fx的极值点,所以f'(12)=12+ae12-2=0,解得a=3e2e,又a>0时,在(0,+∞)上,f'x是增函数,且f'(12)=0,所以f'x>0,得x>12,f'x<0,得02、2,所以函数fx的单调递增区间为(12,+∞),单调递减区间为(0,12).(2)由(1)知因为a>0,在(0,+∞)上,f'x=x+aex-1x是增函数,又f'1=1+ae-1>0(且当自变量x逐渐趋向于0时,f'x趋向于-∞),所以,∃x0∈(0,1),使得f'(x0)=0,所以x0+aex0-1x0=0,即aex0=1x0-x0,在x∈(0,x0)上,f'x<0,函数fx是减函数,在x∈(x0,+∞)上,f'x>0,函数fx是增函数,所以,当x=x0时,fx取得极小值,也是最小值,所以fxmin=f(x0)=12x02+aex0-lnx0=12x02+1x0-x03、-lnx0,(0g1=12,即fx≥fxmin>12成立,【举一反三】1.已知函数f(x)=axex-(a+1)(2x-1).(1)若a=1,求函数f(x)的图象在点(0,f(0))处的切线方程;(2)当x>0时,函数f(x)≥0恒成立,求实数a的取值范围.【答案】见解析【解析】(1)若a=1,则f(x)=xex-2(2x-1).即f′(x)=x4、ex+ex-4,则f′(0)=-3,f(0)=2,所以所求切线方程为3x+y-2=0.(2)由f(1)≥0,得a≥>0,则f(x)≥0对任意的x>0恒成立可转化为≥对任意的x>0恒成立.设函数F(x)=(x>0),则F′(x)=-.当00;当x>1时,F′(x)<0,所以函数F(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,所以F(x)max=F(1)=.于是≥,解得a≥.故实数a的取值范围是.考向二拆分法构造函数【例2】【河北省衡水2019届高三四月大联考】已知曲线f(x)=axlnx-2ax(a≠0)在点P(1,f(1))处的切线与直5、线x-y-1=0垂直.(1)求函数f(x)的最小值;(2)若16、)>0,f(x)单调递增,所以函数f(x)的最小值为f(e)=-e.(2)要证f(x)0,所以即证lnx-x<2-m-lnxx.记F(x)=lnx-x,则F'(x)=1x-1,所以当x∈(0,1)时,F'(x)>0,F(x)单调递增;当x∈(1,+∞)时,F'(x)<0,F(x)单调递减,所以当x=1时,F(x)有最大值F(1)=-1.又记G(x)=2-m-lnxx,则G'(x)=-1-lnxx2,所以当x∈(0,e)时,G'(x)>0,g(x)单调递减;当x∈(e,+∞)时,G'(x)>0,G(x7、)单调递增,所以G(x)的最小值为G(e)=2-m-1e.因为1-1e>-1,所以G(x)min>F(x)max,所以f(x)0),①若a≤0,则f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上单调递增;31原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!②若a>0,令f′(x)=0,得x=,则当0
2、2,所以函数fx的单调递增区间为(12,+∞),单调递减区间为(0,12).(2)由(1)知因为a>0,在(0,+∞)上,f'x=x+aex-1x是增函数,又f'1=1+ae-1>0(且当自变量x逐渐趋向于0时,f'x趋向于-∞),所以,∃x0∈(0,1),使得f'(x0)=0,所以x0+aex0-1x0=0,即aex0=1x0-x0,在x∈(0,x0)上,f'x<0,函数fx是减函数,在x∈(x0,+∞)上,f'x>0,函数fx是增函数,所以,当x=x0时,fx取得极小值,也是最小值,所以fxmin=f(x0)=12x02+aex0-lnx0=12x02+1x0-x0
3、-lnx0,(0g1=12,即fx≥fxmin>12成立,【举一反三】1.已知函数f(x)=axex-(a+1)(2x-1).(1)若a=1,求函数f(x)的图象在点(0,f(0))处的切线方程;(2)当x>0时,函数f(x)≥0恒成立,求实数a的取值范围.【答案】见解析【解析】(1)若a=1,则f(x)=xex-2(2x-1).即f′(x)=x
4、ex+ex-4,则f′(0)=-3,f(0)=2,所以所求切线方程为3x+y-2=0.(2)由f(1)≥0,得a≥>0,则f(x)≥0对任意的x>0恒成立可转化为≥对任意的x>0恒成立.设函数F(x)=(x>0),则F′(x)=-.当00;当x>1时,F′(x)<0,所以函数F(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,所以F(x)max=F(1)=.于是≥,解得a≥.故实数a的取值范围是.考向二拆分法构造函数【例2】【河北省衡水2019届高三四月大联考】已知曲线f(x)=axlnx-2ax(a≠0)在点P(1,f(1))处的切线与直
5、线x-y-1=0垂直.(1)求函数f(x)的最小值;(2)若16、)>0,f(x)单调递增,所以函数f(x)的最小值为f(e)=-e.(2)要证f(x)0,所以即证lnx-x<2-m-lnxx.记F(x)=lnx-x,则F'(x)=1x-1,所以当x∈(0,1)时,F'(x)>0,F(x)单调递增;当x∈(1,+∞)时,F'(x)<0,F(x)单调递减,所以当x=1时,F(x)有最大值F(1)=-1.又记G(x)=2-m-lnxx,则G'(x)=-1-lnxx2,所以当x∈(0,e)时,G'(x)>0,g(x)单调递减;当x∈(e,+∞)时,G'(x)>0,G(x7、)单调递增,所以G(x)的最小值为G(e)=2-m-1e.因为1-1e>-1,所以G(x)min>F(x)max,所以f(x)0),①若a≤0,则f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上单调递增;31原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!②若a>0,令f′(x)=0,得x=,则当0
6、)>0,f(x)单调递增,所以函数f(x)的最小值为f(e)=-e.(2)要证f(x)0,所以即证lnx-x<2-m-lnxx.记F(x)=lnx-x,则F'(x)=1x-1,所以当x∈(0,1)时,F'(x)>0,F(x)单调递增;当x∈(1,+∞)时,F'(x)<0,F(x)单调递减,所以当x=1时,F(x)有最大值F(1)=-1.又记G(x)=2-m-lnxx,则G'(x)=-1-lnxx2,所以当x∈(0,e)时,G'(x)>0,g(x)单调递减;当x∈(e,+∞)时,G'(x)>0,G(x
7、)单调递增,所以G(x)的最小值为G(e)=2-m-1e.因为1-1e>-1,所以G(x)min>F(x)max,所以f(x)0),①若a≤0,则f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上单调递增;31原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!②若a>0,令f′(x)=0,得x=,则当0
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