建構函式處理與導數有關的不等式問題 教案

2022-10-04 19:39:16 字數 3608 閱讀 4092

1.設函式f(x)=axn+1+bxn+c(x>0),其中a+b=0,n為正整數,a,b,c均為常數,曲線y=f(x)在(1,f(1))處的切線方程為x+y-1=0.

(1)求a,b,c的值.(2)求函式f(x)的最大值.

(3)證明:對任意的x∈(0,+∞)都有nf(x)< .(e為自然對數的底數)

2.已知函式.

(ⅰ)若a=1,求函式h(x)的極值;

(ⅱ)若函式y=h(x)在上單調遞減,求實數a的取值範圍;

(ⅲ)在函式的圖象上是否存在不同的兩點,使線段ab中點的橫座標與直線ab的斜率k之間滿足?若存在,求出;若不存在,請說明理由。

3.設函式. (ⅰ)求函式的單調區間;

(ⅱ)已知()是函式在的圖象上的任意兩點,且滿足,求a的最大值;

(ⅲ)設,若對於任意給定的,方程在內有兩個不同的實數根,求a的取值範圍。(其中e是自然對數的底數)

4.已知函式 (ⅰ)若函式無極值點,求a的取值範圍;

(ⅱ)設,當a取(ⅰ)中的最大值時,求g(x)的最小值;

(ⅲ)證明不等式:

建構函式常用的兩個重要結論:當時

1.;2.(當時,).

下面用建構函式法給出兩個結論的證明.

(1)建構函式,則,

所以函式在上單調遞增,.所以,即.

(2)建構函式,則.所以函式在上單調遞增,,所以,即.

要證兩邊取對數,即證

事實上:設則因此得不等式

建構函式下面證明在上恆大於0.

∵∴在上單調遞增,即

∴ ∴

以上兩個重要結論在高考中解答與導數有關的命題有著廣泛的應用.

策略一一元不等式,直接移項作差,建構函式

例1已知定義在正實數集上的函式,其中a>0.設兩曲線有公共點,且在該點處的切線相同。

(1)用a表示b,並求b的最大值;

(2)求證:(x>0)

(練習)試證明:當時,.

策略二一元不等式,先通過放縮、等價變形後,再移項作差,建構函式

例2 已知函式,證明:對任意的正整數n,當時,有

策略三二元不等式,先定主元,再建構函式,轉化為一元函式定義域上的最值問題

例3 已知a,b為正數,且a+b=1.求證:

策略四二元不等式,抓住結構特徵,合理變形,再建構函式

例4 已知,且,求證:.

(練習)已知a,b,且,其中e是自然對數的底,證明:

策略五二元不等式,定主元略從元,以主元為變數,從元為常量,建構函式

例5 已知函式,設0[課後練習]

1.【09天津·文】10.設函式在r上的導函式為,且,下面的不等式在r上恆成立的是

a.    b. c.   d.

2.【09遼寧·理】21.(本小題滿分12分)

已知函式,.

(ⅰ)討論函式的單調性;

(ⅱ)證明:若,則對任意,,有.

3.【09全國ⅱ·理】設函式有兩個極值點,且.

(i)求的取值範圍,並討論的單調性;

(ii)證明:.

4.【2023年山東理】 設函式,其中.

(i)當時,判斷函式在定義域上的單調性;

(ii)求函式的極值點;

(iii)證明對任意的正整數,不等式都成立.

5.【2023年湖南理】已知函式.

(i)求函式的單調區間;

(ⅱ)若不等式對任意的都成立(其中是自然對數的底數).

求的最大值.

6.山東省日照市2009屆高三模擬考試數學理科試題已知,函式.

(ⅰ)試問在定義域上能否是單調函式?請說明理由;

(ⅱ)若在區間上是單調遞增函式,試求實數的取值範圍;

(ⅲ)當時,設數列的前項和為,求證:

建構函式處理與導數有關的不等式問題(練習答案)

1.【09天津·文】【解析】由已知,首先令得,排除b,d.

令,則,

① 當時,有,所以函式單調遞增,

所以當時,,從而.

② 當時,有,所以函式單調遞減,

所以當時,,從而.綜上.故選a.

2.【09遼寧·理】解:(ⅰ)的定義域為.

2分(i)若即,則,故在單調增加.

(ii)若,而,故,

則當時,;

當及時,.故在單調減少,

在單調增加.

(iii)若,即,同理可得在單調減少,在單調增加.

(ii)考慮函式.

則 .

由於故,即在單調增加,

從而當時有

,即,故,

當時,有12分

3. 【09全國ⅱ·理】【解】(i)由題設知,函式的定義域是

且有兩個不同的根,

故的判別式,

即且 又故.因此的取值範圍是.

當變化時,與的變化情況如下表:

因此在區間和是增函式,在區間是減函式.

(ii)由題設和①知

於是.設函式

則,當時,;

當時,故在區間是增函式.

於是,當時,

因此. www.ks5u.com

4.【2023年山東】(ⅰ)由題意知,的定義域為,

設,其圖象的對稱軸為,

當時,,

即在上恆成立,

當時,,

當時,函式在定義域上單調遞增

(ⅱ)①由(ⅰ)得:當時,函式無極值點

②時,有兩個相同的解,

時,, 時,,

時,函式在上無極值點

③當時,有兩個不同解,,,

時,,,

即,時,,隨的變化情況如下表:

由此表可知:時,有惟一極小值點,

當時,, ,

此時,,隨的變化情況如下表:

由此表可知:時,有乙個極大值和乙個極小值點;

綜上所述:時,有惟一最小值點;

時,有乙個極大值點和乙個極小值點;

時,無極值點

(ⅲ)當時,函式,令函式,

則.當時,,所以函式在上單調遞增,又

時,恒有,即恆成立

故當時,有.

對任意正整數取,則有所以結論成立.

7.解: (ⅰ)函式的定義域是,

設,則令則

當時,在上為增函式,

當x>0時, 在上為減函式.

所以在處取得極大值,而,所以,

函式在上為減函式.於是當時,

當時,所以,

當時, 在上為增函式.

當時, 在上為減函式.

故函式的單調遞增區間為,單調遞減區間為.

(ⅱ)不等式等價於不等式由知, 設則

由(ⅰ)知,即

所以於是在上為減函式.

故函式在上的最小值為所以a的最大值為

6.山東省日照市2009屆高三模擬考試數學理科試題

(ⅰ)的定義域為,,由得. ……2分

當時,,遞減;

當時,,遞增.

所以不是定義域上的單調函式4分

(ⅱ)若在是單調遞增函式,則恆成立,即恆成立.

6分   即

8分 (ⅲ)當時,由(ⅱ)知,在上為增函式,

又當時,,,即.

令則,當時,

從而函式在上是遞增函式,所以有即得

綜上有10分

12分 令時,不等式也成立,

於是代入,將所得各不等式相加,得

即即14分

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