基本信息
文件名称:2025秋 名师金典新课标高考总复习 数学 课件 25 第三章 第5课时 利用导数解决恒(能)成立问题.pptx
文件大小:1.91 MB
总页数:36 页
更新时间:2025-06-24
总字数:约2.39千字
文档摘要

;;;[四字解题];解:法一(函数最值法):

x2f(x)+a≥2-e,即xlnx-ax+a+e-2≥0对任意x∈(0,+∞)恒成立.

令h(x)=xlnx-ax+a+e-2,

则h′(x)=lnx+1-a.

令h′(x)=0,得x=ea-1.

当x∈(0,ea-1)时,h′(x)0;

当x∈(ea-1,+∞)时,h′(x)0.

所以h(x)的最小值是h(ea-1)=a+e-2-ea-1.;令t(a)=a+e-2-ea-1,则t′(a)=1-ea-1.

令t′(a)=0,得a=1.

当a∈[0,1)时,t′(a)0,t(a)在[0,1)上单调递增;

当a∈(1,+∞)时,t′(a)0,t(a)在(1,+∞)上单调递减.;法二(分离参数法):

原式可变为xlnx+e-2≥a(x-1)(*)对任意x∈(0,+∞)恒成立.

当x∈(0,1)时,分离变量可得;所以g(x)min=g(e-1)=-e-1.

因为(xlnx)min=-e-1,

所以xlnx+e-2≥-e-1+e-20.;当x∈(1,+∞)时,h′(x)0,;所以h(x)单调递增.;法三(数形结合法):

通过变形原不等式等价于证明:xlnx≥a(x-1)+(2-e),x∈(0,

+∞).

若令g(x)=xlnx和h(x)=a(x-1)+(2-e),

则只需证明函数g(x)的图象在直线h(x)的上方.

首先分析g(x)=xlnx的图象.

可知当x∈(0,e-1)时,g(x)单调递减;

当x∈(e-1,+∞)时,g(x)单调递增,

且g(x)min=g(e-1)=-e-1.;其次分析h(x)=a(x-1)+(2-e)的图象.

因为a≥0,所以h(x)表示过定点(1,2-e)的非减函数,

且g(x)min=-e-12-e.

两个函数的图象大致如图1所示,

所以如果能说明当g(x)和h(x)相切时二者只有一个切点,如图2,就能求出a的最大值.;消去lnx0得2-e=a-ea-1③.

易得a=2为③式的解.

令t(a)=a-ea-1+e-2,t′(a)=1-ea-1.

当t′(a)=0时,a=1.

当a∈[0,1)时,t′(a)>0,t(a)单调递增;

当a∈(1,+∞)时,t′(a)0,t(a)单调递减.

因为t(0)=-e-1+e-20,

所以函数t(a)在区间[0,1]上无零点,

又t(2)=0,所以函数t(a)在区间(1,+∞)上有且仅有一个零点,a=2.

综上所述,a∈[0,2].;应用导数研究不等式恒成立问题,基本解题方法是:最值分析、参变分离、数形结合等.在求解过程中,力求“脑中有‘形’,心中有‘数’”.依托端点效应,缩小范围,借助数形结合,寻找临界点.

提醒:数形结合法,图象是辅助找方法,找思路的步骤.解题时,作图要规范,步骤要完整.;令u=cos2x,则u∈(0,1),;考点二单变量不等式能成立问题

[典例2](2025·日照模拟)已知函数f(x)=ex-a-lnx,若存在x0∈[e,+∞),使f(x0)<0成立,求实数a的取值范围.

解:存在x0∈[e,+∞),使f(x0)<0,

即ex0-a-lnx0<0,即ex0-a<lnx0.;能成立问题一般是通过分离参数或移项作差构造函数来解决,能成立问题中的等价转化有以下几种形式:

(1)存在x∈[a,b],f(x)≥a成立?f(x)max≥a.

(2)存在x∈[a,b],f(x)≤a成立?f(x)min≤a.

(3)存在x1∈[a,b],对任意x2∈[a,b],f(x1)≤g(x2)成立?f(x)min≤g(x)min.;(1)求函数f(x)的单调区间;

(2)?x∈(0,+∞),使不等式f(x)-g(x)+ex≤0成立,求a的取值范围.

解:(1)因为f′(x)=a-ex,x∈R,

当a≤0时,f′(x)0,f(x)在R上单调递减;

当a0时,令f′(x)=0,得x=lna.

由f′(x)0,得f(x)的单调递增区间为(-∞,lna);;由f′(x)0,得f(x)的单调递减区间为(lna,+∞).

综上所述,当a≤0时,f(x)的单调递减区间为(-∞,+∞),无单调递增区间;

当a0时,f(x)的单调递增区间为(-∞,lna),单调递减区间为(lna,+∞).;考点三双变量不等式的恒(能)成立问题;解:(1)存在x1,x2∈[0,2],使得g(x1)-g(x2)≥M成立,等价于[g(x1)-g(x2)]max≥M成立.

g′(x)=3x2-2x=x(3x-2),;所以h′(x)=1-2xlnx-x.

令φ(x)=1-2xlnx-x,;“双变量”的恒(能)成立问题一定要正确理解其实质,深刻挖掘内含条件,进行等价转换,常见的等价转换有

(1)?x1,x2∈D,f(