導數的應用 利用導數證明不等式

2021-05-22 14:55:49 字數 1412 閱讀 1006

∴g(x)在x=1時,取得最大值,即g(x)max=g(1)=1/e, ∴a≥1/e,

即a的取值範圍是[1/e, + ∞)

(2)記f(x)=f(x) -(1+x) =

則f′(x)=ex-1-x,

令h(x)= f′(x)=ex-1-x,則h′(x)=ex-1

當x>0時, h′(x)>0, ∴h(x)在(0,+ ∞)上為增函式,

又h(x)在x=0處連續, ∴h(x)>h(0)=0

即f′(x)>0 ,∴f(x) 在(0,+ ∞)上為增函式,又f(x)在x=0處連續,

∴f(x)>f(0)=0,即f(x)>1+x.

小結:當函式取最大(或最小)值時不等式都成立,可得該不等式恆成立,從而把不等式的恆成立問題可轉化為求函式最值問題.不等式恆成立問題,一般都會涉及到求引數範圍,往往把變數分離後可以轉化為(或)恆成立,於是大於的最大值(或小於的最小值),從而把不等式恆成立問題轉化為求函式的最值問題.因此,利用導數求函式最值是解決不等式恆成立問題的一種重要方法.

例3.(全國)已知函式

(1) 求函式的最大值;

(2) 設,證明 :.

分析:對於(ii)絕大部分的學生都會望而生畏.學生的盲點也主要就在對所給函式用不上.

如果能挖掘一下所給函式與所證不等式間的聯絡,想一想大小關係又與函式的單調性密切相關,由此就可過渡到根據所要證的不等式構造恰當的函式,利用導數研究函式的單調性,借助單調性比較函式值的大小,以期達到證明不等式的目的.證明如下:

證明:對求導,則.

在中以b為主變元建構函式,

設,則.

當時,,因此在內為減函式.

當時, ,因此在上為增函式.

從而當時,有極小值.

因為所以,即

又設.則.

當時,.因此在上為減函式.

因為所以,即.

綜上結論得證。

對於看起來無法下手的乙個不等式證明,對其巧妙地建構函式後,運用導數研究了它的單調性後,通過利用函式的單調性比較函式值的大小,使得問題得以簡單解決.

四、課堂小結

1、利用導數證明不等式或解決不等式恆成立問題,關鍵是把不等式變形後構造恰當的函式,然後用導數判斷該函式的單調性或求出最值,達到證明不等式的目的;

2、利用導數解決不等式恆成立問題,應特別注意區間端點是否取得到;

3、學會觀察不等式與函式的內在聯絡,學會變主元建構函式再利用導數證明不等式;

總之,無論是證明不等式,還是解不等式,我們都可以構造恰當的函式,利用到函式的單調性或最值,借助導數工具來解決,這種解題方法也是轉化與化歸思想在中學數學中的重要體現.

五、思維拓展

(2008聯考)已知函式,;

(1) 求證:當時對於任意正實數, 的圖象總不會在圖象的上方;

(2) 對於在(0,1)上任意的值,問是否存在正實數使得成立?如果存在,求出符合條件的的乙個取值;否則說明理由。

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