關(guān)鍵能力·研析考點(diǎn)強(qiáng)“四翼”
考點(diǎn)1 分離參數(shù)法解決恒(能)成立問(wèn)題——綜合性
考點(diǎn)2 等價(jià)轉(zhuǎn)化法解決恒(能)成立問(wèn)題——綜合性
考點(diǎn)3 雙參不等式恒(能)成立問(wèn)題——綜合性
分離參數(shù)法解決恒(能)成立問(wèn)題的策略(1)分離變量,構(gòu)造函數(shù),把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求函數(shù)最值問(wèn)題.(2)a≥f(x)恒成立?a≥f(x)max;a≤f(x)恒成立?a≤f(x)min;a≥f(x)有解?a≥f(x)min;a≤f(x)有解?a≤f(x)max.
當(dāng)x在(0,+∞)內(nèi)變化時(shí),h′(x),h(x)隨x的變化情況如下表:
等價(jià)轉(zhuǎn)化法解決恒成立問(wèn)題的關(guān)鍵是將不等式進(jìn)行等價(jià)轉(zhuǎn)化,構(gòu)造新函數(shù),通過(guò)求新函數(shù)單調(diào)性與最值解決問(wèn)題.
已知函數(shù)f(x)=eaxln x-x+1(a∈R).(2)若對(duì)任意x∈(0,1),f(x)<0恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.解:由(1)知當(dāng)a=0時(shí),f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0,1),則f(x)<f(1)=0符合題意.當(dāng)a>0時(shí),x∈(0,1),則eax>1,ln x<0,所以eaxln x<ln x.由(1)知f(x)=ln x-x+1<f(1)=0,所以eaxln x<ln x<x-1,故f(x)<ln x-x+1<0成立,則a>0符合題意.
一題N解·深化綜合提“素養(yǎng)”
思路參考:構(gòu)造函數(shù)h(x)=x ln x-ax+a+e-2的方式,把不等式問(wèn)題直接轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值問(wèn)題來(lái)研究.解:x2f(x)+a≥2-e,即x ln x-ax+a+e-2≥0對(duì)任意的x∈(0,+∞)恒成立.令h(x)=x ln x-ax+a+e-2,則h′(x)=ln x+1-a.
令h′(x)=0,得x=ea-1.當(dāng)x∈(0,ea-1)時(shí),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,則t′(a)=1-ea-1.令t′(a)=0,得a=1.
令h′(a)=0得到a=3-e.當(dāng)a∈[0,3-e)時(shí),h′(a)>0,h(a)單調(diào)遞增;當(dāng)a∈(3-e,+∞)時(shí),h′(a)0,且h(3-e)=e-2>0,但是因?yàn)閔(2)=0,所以0≤a≤2.
思路參考:把不等式通過(guò)等價(jià)變形后,使不等號(hào)的一邊出現(xiàn)直線的方程h(x)=a(x-1)+(2-e),再分析不等號(hào)另外一邊的函數(shù)g(x)=x ln x的單調(diào)性,就會(huì)發(fā)現(xiàn)二者相切時(shí)即為參數(shù)的臨界值.解:通過(guò)變形原不等式等價(jià)于證明:x ln x≥a(x-1)+(2-e),x∈(0,+∞).若令g(x)=x ln x和h(x)=a(x-1)+(2-e).則只需證明函數(shù)g(x)的圖象在直線h(x)的上方.
首先分析g(x)=x ln x的圖象.由解法3可知:當(dāng)x∈(0,e-1)時(shí),g(x)單調(diào)遞減;當(dāng)x∈(e-1,+∞)時(shí),g(x)單調(diào)遞增,且g(x)min=g(e-1)=-e-1.其次分析h(x)=a(x-1)+(2-e)的圖象.因?yàn)閍≥0,所以h(x)表示過(guò)定點(diǎn)(1,2-e)的直線,且g(x)min=-e-1>2-e.兩個(gè)函數(shù)的圖象大致如圖(1)所示:
圖(1)       
當(dāng)t′(a)=0時(shí),a=1.當(dāng)a∈[0,1]時(shí),t′(a)≥0,t(a)單調(diào)遞增;當(dāng)a∈[1,+∞)時(shí),t′(a)0且t(1)=e-2>0,所以函數(shù)t(a)在區(qū)間[0,1]上無(wú)零點(diǎn),在區(qū)間(1,+∞)有且僅有一個(gè)零點(diǎn)a=2.綜上所述,a∈[0,2].
也就是說(shuō)a=0時(shí),g(x)的圖象在h(x)的圖象上方.如圖(3):
所以當(dāng)a越來(lái)越大時(shí),兩個(gè)圖象會(huì)越來(lái)越接近.所以當(dāng)g(x)和h(x)的圖象相切時(shí),a取得最大值,如圖(4).
1.本題考查應(yīng)用導(dǎo)數(shù)研究不等式恒成立問(wèn)題,基本解題方法是——參變分離、數(shù)形結(jié)合、最值分析等.在求解過(guò)程中,力求“腦中有‘形’,心中有‘?dāng)?shù)’”.依托端點(diǎn)效應(yīng),縮小范圍,借助數(shù)形結(jié)合,尋找臨界點(diǎn).2.基于課程標(biāo)準(zhǔn),解答本題一般需要有良好的運(yùn)算求解能力、邏輯思維能力.本題的解答體現(xiàn)了邏輯推理、數(shù)學(xué)運(yùn)算的核心素養(yǎng).3.基于高考數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)體系,本題涉及函數(shù)、不等式、方程、導(dǎo)數(shù)等知識(shí),滲透著函數(shù)與方程、等價(jià)轉(zhuǎn)換、分類討論等思想方法,有一定的綜合性,屬于能力題.此類題在提升學(xué)生思維的靈活性、創(chuàng)造性等數(shù)學(xué)素養(yǎng)方面起到了積極的作用,是高考考查的一個(gè)熱點(diǎn).

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