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文件名称:2025秋 名师金典新课标高考总复习 数学 课件 24 第三章 第4课时 利用导数证明不等式.pptx
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更新时间:2025-06-24
总字数:约1.38千字
文档摘要

;;;所以函数f(x)在(-∞,-lna)上单调递减,

在(-lna,+∞)上单调递增.

综上可得,当a≤0时,函数f(x)在(-∞,+∞)上单调递减;

当a>0时,函数f(x)在(-∞,-lna)上单调递减,在(-lna,+∞)上单调递增.;(2)证明:由(1)得当a>0时,函数f(x)=a(ex+a)-x的最小值为f(-lna)=a(e-lna+a)+lna=1+a2+lna,;一般地,待证不等式的两边含有同一个变量时,可以直接构造“左减右”(或“右减左”)的函数,利用导数研究其单调性和最值,借助所构造函数的单调性和最值进行证明.

提醒:对复杂的式子可以先进行变形,再移项构造函数进行证明.;[跟进训练]

1.证明:当x∈[0,2]时,x2e2x-2≥-2x2+8x-5.

证明:令g(x)=x2e2x-2+2x2-8x+5,x∈[0,2],则g′(x)=2e2x-2(x2+x)+4x-8,x∈[0,2].

令h(x)=g′(x),则h′(x)=2e2x-2(2x2+4x+1)+40,所以g′(x)在[0,2]上单调递增,且g′(1)=0,

所以g(x)在[0,1)上单调递减,在(1,2]上单调递增,所以g(x)的最小值为g(1)=0,所以g(x)≥0,即x2e2x-2≥-2x2+8x-5.;考点二隔离分析法证明不等式;在同时含lnx与ex的不等式证明中,常采用把对数单独分离的方式,把待证不等式分离.如本例中直接构造函数,求导运算比较复杂,此时把指数与对数分离两边,构造两个函数,分别计算它们的最值,借助最值进行证明.;[跟进训练]

2.已知函数f(x)=xlnx-ax.

(1)当a=-1时,求函数f(x)在(0,+∞)上的最值;;考点三放缩法证明不等式;(2)证明:由(1)知f(x)=ex-2.

先证:ex-2>x-1(x>0),

关键点1:想到ex>x+1;再证:x-1≥lnx(x>0),

关键点2:想到x-1≥lnx

即x-1-lnx≥0(x>0).

令φ(x)=x-1-lnx(x>0),;即x-1-lnx≥0,

所以x-1≥lnx.②……11分

由①②得ex-2>lnx,

即f(x)>lnx在(0,+∞)上恒成立.……12分;导数的综合应用题中,最常见的就是ex和lnx与其他代数式结合的问题,对于这类问题,可以先对ex和lnx进行放缩,使问题简化,便于化简或判断导数的正负.常见的放缩不等式如下:

(1)ex≥1+x,当且仅当x=0时取等号;

(2)ex≥ex,当且仅当x=1时取等号;;所以当0<x<1时,f′(x)<0,;当x>1时,f′(x)>0,

所以当0<x<1时,函数f(x)单调递减;

当x>1时,函数f(x)单调递增.

所以f(x)≥f(1)=0,即函数f(x)的最小值为0.;令h(x)=xex-sinx,则h′(x)=(x+1)ex-cosx,

当0<x<π时,

h′(x)=(x+1)ex-cosx>e0-1=0,;所以函数h(x)在(0,π)上单调递增,

所以当0<x<π时,h(x)>h(0)=0,

即xex-sinx>0,

所以当x∈(0,π)时,不等式ex>(1-lnx)·sinx成立.;;谢谢!