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高考数学导数专题讲义二:恒成立

高考数学导数专题讲义二:恒成立



导数中恒成立存在问题+零点问题

探究1

已知函数,其中ÎR.若对任意的x1,x2Î[-1,1],都有,求实数的取值范围;

探究2

已知函数的图象在点A(1,f(1))处的切线与直线平行。

记函数恒成立,求c的取值范围。

探究3

已知函数.若,当时,关于的不等式恒成立,求实数的取值范围(其中e是自然对数的底数,).探究4

已知函数满足,且当时,当时,的最大值为.

(1)求实数a的值;

(2)设,函数,.若对任意,总存在,使,求实数b的取值范围

探究5

.已知函数为常数).

若a<0,且对任意的.x

[1,e],f(x)≥(a-2)x恒成立,求实数a的取值范围.

探究6

已知函数,其中e为自然对数的底数.

(1)求函数在x1处的切线方程;

(2)若存在,使得成立,其中为常数,求证:;

(3)若对任意的,不等式恒成立,求实数a的取值范围.

探究7

已知函数,.(1)若,则,满足什么条件时,曲线与在处总有相同的切线?

(2)当时,求函数的单调减区间;

(3)当时,若对任意的恒成立,求的取值的集合.探究8

已知函数.

(1)求函数在区间上的最小值;

(2)令是函数图象上任意两点,且满足求实数的取值范围;

(3)若,使成立,求实数的最大值.

探究9

设函数.若对任意的实数,函数(为实常数)的图象与函数的图象总相切于一个定点.①

求与的值;

对上的任意实数,都有,求实数的取值范围.探究10

已知f(x)=x2+mx+1(m∈R),g(x)=ex.

若m∈(﹣1,0),设函数,求证:对任意x1,x2∈[1,1﹣m],G(x1)<H(x2)恒成立.

1解答:

“对任意的x1,x2Î[-1,1],都有|f¢(x1)-f¢(x2)|£4”等价于“函数y=f

´(x),xÎ[-1,1]的最大值与最小值的差小于等于4”.对于f

´(x)=x2-2mx-1,对称轴x=m.①当m<-1时,f

´(x)的最大值为f

´(1),最小值为f

´(-1),由

f

´(1)-f

´(-1)£4,即-4m£4,解得m³1,舍去;

……………………………6分

②当-1£m£1时,f

´(x)的最大值为f

´(1)或f

´(-1),最小值为f

´(m),由,即,解得-1£m£1;

………………………………8分

③当m>1时,f

´(x)的最大值为f

´(-1),最小值为f

´(1),由

f

´(-1)-f

´(1)£4,即4m£4,解得m£1,舍去;

综上,实数m的取值范围是[-1,1].2:解答

3解答

4解答.(1)当x∈(0,2)时,由条件,当x

4∈(-4,-2),的最大值为

4,所以的最大值为

1.……………………………………………………………2分

因为,令,所以.……………………………3分

因为,所以.当x∈(0,)时,是增函数;

当x∈(,2)时,;是减函数.

则当x

=时,取得最大值为.所以a

=

1.……6分

(2)设在的值域为A,在的值域为B,则依题意知AB.

因为在上是减函数,所以A

=

又,因为,所以.

b

0时,>

0,g(x)是增函数,B

=

因为AB,所以.解得.

b

0时,<

0,g(x)是减函数,B

=

因为AB,所以..

由①,②知,或.……………………………………………

5解答

6解答:(1)因为,所以,故.

所以函数在x1处的切线方程为,即.

……

2分

(2)由已知等式得.

记,则.

……

4分

假设.

若,则,所以在上为单调增函数.

又,所以,与矛盾.

……

6分

若,记,则.

令,解得.

当时,在上为单调增函数;

当时,在上为单调减函数.

所以,所以,所以在上为单调增函数.

又,所以,与矛盾.

综合①②,假设不成立,所以.

……

9分

(3)由得.

记,则.

当时,因为,所以,所以在上为单调增函数,所以,故原不等式恒成立.

……

12分

法一:

当时,由(2)知,当时,为单调减函数,所以,不合题意.

法二:

当时,一方面.

另一方面,.

所以,使,又在上为单调减函数,所以当时,故在上为单调减函数,所以,不合题意.

综上,.

……

16分

7解答.解:(1),又,在处的切线方程为,……………2分

又,又,在处的切线方程为,所以当且时,曲线与在处总有相同的切线

………4分

(2)由,,………7分

由,得,当时,函数的减区间为,;

当时,函数的减区间为;

当时,函数的减区间为,.………10分

(3)由,则,①当时,函数在单调递增,又,时,与函数矛盾,………12分

②当时,;,函数在单调递减;单调递增,(Ⅰ)当时,又,与函数矛盾,(Ⅱ)当时,同理,与函数矛盾,(Ⅲ)当时,函数在单调递减;单调递增,故满足题意.综上所述,的取值的集合为.……………16分

8解答

【解析】试题分析:(1)先求导数,再求导函数零点,根据零点与定义区间位置关系分类讨论函数单调性:当时,在上单调递增,当时,在区间上为减函数,在区间上为增函数,最后根据单调性确定函数最小值(2)先转化不等式不妨取,则,即恒成立,即在上单调递增,然后利用导数研究函数单调性:在恒成立.最后利用变量分离转化为对应函数最值,求参数.(3)不等式有解问题与恒成立问题一样,先利用变量分离转化为对应函数最值,的最大值,再利用导数求函数的最值,这要用到二次求导,才可确定函数单调性:在上单调递增,进而确定函数最值

试题解析:解(1),令,则,当时,在上单调递增,的最小值为;

当时,在区间上为减函数,在区间上为增函数,的最小值为.综上,当时,;当时,.(2),对于任意的,不妨取,则,则由可得,变形得恒成立,令,则在上单调递增,故在恒成立,在恒成立.,当且仅当时取,.(3),.,使得成立.令,则,令,则由

可得或(舍)

当时,则在上单调递减;

当时,则在上单调递增.在上恒成立.在上单调递增.,即.实数的最大值为.9解

(2)①,设切点为,则切线的斜率为,据题意是与无关的常数,故,切点为,……………6分

由点斜式得切线的方程为,即,故.…..………8分

当时,对任意的,都有;

当时,对任意的,都有;

故对恒成立,或对恒成立.而,设函数.则对恒成立,或对恒成立,………………10分,当时,,恒成立,所以在上递增,故在上恒成立,符合题意..……...………12分

当时,令,得,令,得,故在上递减,所以,而设函数,则,恒成立,在上递增,恒成立,在上递增,恒成立,即,而,不合题意.综上,知实数的取值范围.………………16分

10解

(2)G(x)=,则G′(x)=﹣,对任意x1,x2∈[1,1﹣m],G(x1)<H(x2)恒成立,即证G(x)max≤H(x)min,∵x∈[1,1﹣m],∴G(x)在[1,1﹣m]递增,G(x)max=G(1﹣m)=,∵H(x)在[1,1﹣m]递减,H(x)min=H(1﹣m)=﹣(1﹣m)+,要证G(x)max≤H(x)min,即证≤﹣(1﹣m)+,即证4(2﹣m)≤e1﹣m[5﹣(1﹣m)],令1﹣m=t,则t∈(1,2),设r(x)=ex(5﹣x)﹣4(x+1),x∈[1,2],即r(x)=5ex﹣xex﹣4x﹣4,r′(x)=(4﹣x)ex﹣4≥2ex﹣4>0,∴r(x)在[1,2]递增,∵r(1)=4e﹣8>0,∴ex(5﹣x)≥4(x+1),从而有﹣(1﹣m)+≥,即当x∈[1,1﹣m],G(x1)<H(x2)恒成立.

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