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策略二十二妙取极限,速解函数最值、范围问题
极限思想是用极限的概念分析问题、解决问题的一种数学思想,所谓极限,通俗理解即本来取不到,但假设取到并研究此时的情况,可以提供解题思路,出奇制胜,快速找到答案.
【母题1】(2025*河南模拟)设,若函数在上单调递增,则的取值范围是______.
【答案】
【技法指导】方法一:导数法
由函数在上单调递增,
可得在上恒成立,
则,即关于的不等式在上恒成立
[点技巧:将函数的单调性转化为导函数值的范围,“分离变量”即可求解].
易知(为参数,)在上单调递增,
所以当时,,所以.
因为,所以,故,即,
又,故,
即实数的取值范围是.
方法二:极限法
当时[极限思想:由优先考虑的两种极限情况],
函数(为参数,)单调递减,且递减速度很快,
曲线趋近于一条直线,则函数在上存在单调递减区间,不符合题意;
当时,曲线趋近于一条直线,曲线趋近于曲线,
则函数在上单调递增,符合题意.
函数在上单调递减,且越来越缓慢,
函数在上单调递增,且越来越快速,
所以只要“起点”定好,即在处,图象的切线斜率的绝对值大于等于图象的切线斜率绝对值即可,
即,即,
所以,即,又,故.
故实数的取值范围是.
【再练一个】
(2025*江西贵溪模拟)
1.已知,若函数有两个不同的零点,则a的取值范围是(????)
A. B. C. D.
【母题2】(2025*安徽模拟)设,若为函数的极大值点,则______.(填“>”“”“=”)
【答案】>
【技法指导】方法一:分类讨论
若,则为单调函数,无极值点,不符合题意,故,
则有和两个不同的零点,且在附近的左右两侧不变号,在附近的左右两侧变号
[规律点睛:对于函数,,若为偶数,则函数值在附近的左右两侧不变号;若为奇数,则函数值在附近的左右两侧变号].
依题意,为函数的极大值点,所以在附近的左右两侧都是小于0的.
当时,由,,作出的大致图象如图1所示,
由图可知,故.
当时,由,,作出的大致图象如图2所示,
由图可知,故.
综上所述,故.
方法二:极限法
因为为函数的极大值点,
所以在附近的左右两侧均有.
当,时,,,,所以
[极限思想:此处用到高等数学里面的“极限的局部保号性(极限存在或连续的函数在局部范围内函数值的符号保持恒正或恒负)”,同学们可以结合连续函数的图象联想得到],
即.
同理,当,时,,,所以,
即.
综上所述.
【再练一个】
(2025*广东模拟)
2.函数与函数有两个不同的交点,则的取值范围是(????)
A. B. C. D.
【母题3】(2025*广东广州模拟)若当时,恒成立,则的取值范围为______.
【答案】
【技法指导】方法一:放缩法
易知.
由
[点技巧:利用切线放缩不等式实现快速解题](当且仅当时等号成立)得,.
当,即时,在上恒成立,
所以在上单调递增,又,所以当时,.
由()可得(),则当时,
,易知当时,
,则,所以在上单调递减,
又,所以当时,,不合题意.
综上,所以的取值范围为.
方法二:极限法??
当时,.
当时,等价于.
令(),则(),
令(),则,
[点技巧:为的导函数,注意多次求导的灵活运用],
则在上单调递增,所以,所以在上单调递增,
则,所以,则在上单调递增.
由洛必达法则知
[极限思想:探求当时的函教值,洛必达法则是关键],
故.
综上,的取值范围为.
【再练一个】
(2025*重庆模拟)
3.已知函数,.若当时,恒成立,则实数的取值范围为.
【母题4】(2025*山西模拟)在锐角中,内角,,的对边分别为,,.若,,则的取值范围为______.
【答案】
【技法指导】方法一:利用三角函数性质
设锐角的外接圆半径为,则.
令,则
[点技巧:通过正弦定理边化角,利用角的范围与三角函数的有界性是解决此类问题的通法],
在锐角中,,所以
.
在锐角中,,,所以,
则,所以,所以,
故的取值范围为.
方法二:极限法
在锐角中,,,.
考虑极限情况:当时,易得,,所以;
当时,易得,,所以.
[极限思想:在锐角中,为定值,要求的是的取值范围,联想大边对大角,可考虑利用极限思想求解.当为直角时,最大,最小,取最小值;当为直角时,最大,最小,取最大值.据此求解,注意临界值的取舍].
所以的取值范围为
【再练一个】
(2025*河北模拟)
4.已知锐角三角形ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且满足,,则周长的取值范围为.
(2025*江西模拟)
5.设函数,若,则的最大值为(????)
A. B. C. D.1
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