常見考點(diǎn)
考點(diǎn)一 恒成立問(wèn)題
典例1.已知函數(shù)(e是自然對(duì)數(shù)的底數(shù)),曲線在點(diǎn)處的切線為.
(1)求a,b的值;
(2)若不等式在上恒成立,求正實(shí)數(shù)m的取值范圍.
變式1-1.已知函數(shù), .
(1)證明: ,直線都不是曲線的切線;
(2)若,使恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
變式1-2.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若恒成立,求實(shí)數(shù)a的值.
變式1-3.已知函數(shù)()恰有兩個(gè)極值點(diǎn)且.
(1)求實(shí)數(shù)的取值范圍;
(2)若不等式恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
考點(diǎn)二 存在性問(wèn)題
典例2.已知函數(shù).
(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;
(2)若存在,使得成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
變式2-1.已知函數(shù).
(1)判斷函數(shù)的單調(diào)性;
(2)已知,若存在時(shí)使不等式成立,求的取值范圍.
變式2-2.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求的單調(diào)區(qū)間;
(2)若存在,使得成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
變式2-3.已知函數(shù),
(1)若,求函數(shù)的極值;
(2)設(shè)函數(shù),求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(3)若存在,使得成立,求a的取值范圍.
鞏固練習(xí)
練習(xí)一 恒成立問(wèn)題
1.已知函數(shù).
(1)求在處的切線方程;
(2)當(dāng)時(shí),不等式恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍;
2.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),討論的單調(diào)性;
(2)當(dāng)時(shí),恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
3.已知函數(shù).
(1)若在上是減函數(shù),求實(shí)數(shù)的取值范圍;
(2)當(dāng)時(shí),若對(duì)任意的,不等式恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
4.已知函數(shù)
(1)當(dāng)時(shí),求曲線在點(diǎn)(0,f(0))處的切線方程;
(2)當(dāng),且時(shí),]恒成立,求b的取值范圍.
練習(xí)二 存在性問(wèn)題
5.己知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求的單調(diào)區(qū)間.
(2)存在,使得成立,求整數(shù)的最小值.
6.已知函數(shù),
(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;
(2)證明:存在,使得不等式 有解(e是自然對(duì)數(shù)的底).
7.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),證明函數(shù)在區(qū)間上只有一個(gè)零點(diǎn);
(2)若存在,使不等式成立,求的取值范圍.
8.已知函數(shù),.
(1)當(dāng)時(shí),求函數(shù)的極值;
(2)若存在,使不等式成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
第六篇 導(dǎo)數(shù)
專題04 利用導(dǎo)數(shù)解決恒成立與存在性問(wèn)題
常見考點(diǎn)
考點(diǎn)一 恒成立問(wèn)題
典例1.已知函數(shù)(e是自然對(duì)數(shù)的底數(shù)),曲線在點(diǎn)處的切線為.
(1)求a,b的值;
(2)若不等式在上恒成立,求正實(shí)數(shù)m的取值范圍.
【答案】(1),
(2)
【解析】
【分析】
(1)求導(dǎo),由切線為,可得,運(yùn)算即得解;
(2)參變分離可得,令,求導(dǎo)分析單調(diào)性,可得的最小值為,分析即得解
(1)
可得,
因?yàn)榍€在點(diǎn)處的切線為.
所以,解得,.
(2)
由(1)知,
∵不等式在上恒成立,
∴在上恒成立,即在上恒成立.
令,∵,當(dāng)時(shí),解得.
∴當(dāng)時(shí),,為減函數(shù),當(dāng)時(shí),,為增函數(shù),
∴的最小值為,∴,∴正實(shí)數(shù)m的取值范圍為.
變式1-1.已知函數(shù), .
(1)證明: ,直線都不是曲線的切線;
(2)若,使恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)證明見解析
(2)
【解析】
【分析】
(1)求出的導(dǎo)數(shù),設(shè)出切點(diǎn),可得切線的斜率,根據(jù)斜率相等,進(jìn)而構(gòu)造
函數(shù),求出導(dǎo)數(shù)和單調(diào)區(qū)間,即可證明;
(2)由,使恒成立轉(zhuǎn)化為,再
利用導(dǎo)數(shù)法求出在的最大值即可求解.
(1)
由題意可知,的定義域?yàn)椋?br>由,得,
直線過(guò)定點(diǎn),
若直線與曲線相切于點(diǎn),則
,即
設(shè),則,
所以在上單調(diào)遞增,又,
從而當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),成立,這與矛盾.
所以,,直線都不是曲線的切線.
(2)
由,得,

若,使恒成立轉(zhuǎn)化為即可.
令,,則,
令,,則
,所以,
所以在上是單調(diào)遞減;
所以,故
在上是單調(diào)遞減;
當(dāng)時(shí),取得最大值為,
,即.
所以實(shí)數(shù)的取值范圍為
【點(diǎn)睛】
解決此題的關(guān)鍵利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義及兩點(diǎn)求斜率,再根據(jù)同一切線斜率相等即可證明,
對(duì)于恒成立問(wèn)題通常采用分離常數(shù)法,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的最值問(wèn)題,利用導(dǎo)數(shù)法即可求解.
變式1-2.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若恒成立,求實(shí)數(shù)a的值.
【答案】(1)遞減區(qū)間為,遞增區(qū)間為;
(2).
【解析】
【分析】
(1)當(dāng)時(shí),求得,令,得到,且,即可求得函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)求得,設(shè),當(dāng)時(shí),不滿足題意;當(dāng)時(shí),得到單調(diào)遞增,設(shè)有唯一的零點(diǎn),使得,結(jié)合函數(shù)單調(diào)性得到,再令,結(jié)合單調(diào)性求得,即可求解.
(1)
解:當(dāng)時(shí),函數(shù),其定義域?yàn)?
可得,
令,可得,單調(diào)遞增,
又由,
當(dāng)時(shí),,可得,單調(diào)遞減;
當(dāng)時(shí),,可得,單調(diào)遞增,
所以的遞減區(qū)間為,遞增區(qū)間為.
(2)
解:由,可得,
設(shè),
當(dāng)時(shí),,可得,單調(diào)遞增,
當(dāng)時(shí),,不滿足題意;
當(dāng)時(shí),由,單調(diào)遞增,
設(shè)有唯一的零點(diǎn),即,
當(dāng)時(shí),,可得,單調(diào)遞減;
當(dāng)時(shí),,可得,單調(diào)遞增,
所以

因?yàn)?,可得?br>當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立,所以,
所以,
因?yàn)楹愠闪?,即恒成立?br>令,可得,
當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增;
當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減,
所以,即,
又由恒成立,即,所以.
變式1-3.已知函數(shù)()恰有兩個(gè)極值點(diǎn)且.
(1)求實(shí)數(shù)的取值范圍;
(2)若不等式恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)對(duì)求導(dǎo)后分析其導(dǎo)數(shù)的零點(diǎn)
(2)將代入后消去,然后為不等式恒成立問(wèn)題,換元后分類討論最值
(1)
∵,依題意得為方程的兩不等正實(shí)數(shù)根,
∴,,令,,
當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,
∴在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,且,當(dāng)時(shí),,
∴,解得,故實(shí)數(shù)的取值范圍是;
(2)
由(1)得,,兩式相減得,,

∵,令,∴,即,
令,則需滿足在上恒成立,
∵,令,則(),
①當(dāng)時(shí),,∴在上單調(diào)遞減,∴,
∴在上單調(diào)遞增,∴,符合題意,
②當(dāng)時(shí),,∴在上單調(diào)遞增,∴,
∴在上單調(diào)遞減,∴,不符合題意,
③當(dāng)時(shí),,∴在上單調(diào)遞增,∴,
∴在上單調(diào)遞減,∴,不符合題意,
綜上所述,實(shí)數(shù)的取值范圍是.
考點(diǎn)二 存在性問(wèn)題
典例2.已知函數(shù).
(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;
(2)若存在,使得成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
【答案】(1)答案見解析
(2)
【解析】
【分析】
(1)求得,對(duì)進(jìn)行分類討論,由此求得的單調(diào)區(qū)間.
(2)根據(jù)(1)的結(jié)論對(duì)進(jìn)行分類討論,由,結(jié)合構(gòu)造函數(shù)法以及導(dǎo)數(shù)來(lái)求得的取值范圍.
(1)
已知函數(shù),定義域?yàn)椋?br>,
①當(dāng)時(shí),,
在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減;
②當(dāng)時(shí),,函數(shù)在單調(diào)遞增;
③當(dāng)時(shí),,
在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.
綜上所述,時(shí),在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減;
時(shí),在單調(diào)遞增;
時(shí),在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.
(2)
若存在,使得成立,即使得.
由(1),可知當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增,,
不滿足;
當(dāng)時(shí),
,所以,即,
令,∴,
∴在上單調(diào)遞減,
又∵,由,得.
綜上,實(shí)數(shù)a的取值范圍為.
變式2-1.已知函數(shù).
(1)判斷函數(shù)的單調(diào)性;
(2)已知,若存在時(shí)使不等式成立,求的取值范圍.
【答案】(1)函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減;
(2).
【解析】
【分析】
(1)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),判斷的符號(hào)作答.
(2)對(duì)給定不等式作等價(jià)變形,借助(1)脫去法則“f”,分離參數(shù)構(gòu)造函數(shù),再求出函數(shù)最值作答.
(1)
函數(shù),,求導(dǎo)得:,
令,,則,即函數(shù)在區(qū)間單調(diào)遞減,
而,則當(dāng)時(shí),,即,
所以函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減.
(2)
當(dāng)時(shí),,
因且,則,由(1)知,在單調(diào)遞減,
則存在,不等式成立,
令,則,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
因此,函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,,于是得,
所以的取值范圍是.
【點(diǎn)睛】
關(guān)鍵點(diǎn)睛:涉及不等式恒成立問(wèn)題,將給定不等式等價(jià)轉(zhuǎn)化,構(gòu)造函數(shù),再利用函數(shù)的導(dǎo)數(shù)探討解決問(wèn)題.
變式2-2.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求的單調(diào)區(qū)間;
(2)若存在,使得成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)單調(diào)遞減區(qū)間為,單調(diào)遞增區(qū)間為;
(2).
【解析】
【分析】
(1)當(dāng)時(shí),,得出的定義域并對(duì)進(jìn)行求導(dǎo),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,即可得出的單調(diào)區(qū)間;
(2)將題意等價(jià)于在內(nèi)有解,設(shè),即在上,函數(shù),對(duì)進(jìn)行求導(dǎo),令,得出,分類討論與區(qū)間的關(guān)系,并利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)和最小值,結(jié)合,從而得出實(shí)數(shù)的取值范圍.
(1)
解:當(dāng)時(shí),,可知的定義域?yàn)椋?br>則,
可知當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;
所以的單調(diào)遞減區(qū)間為,單調(diào)遞增區(qū)間為.
(2)
解:由題可知,存在,使得成立,
等價(jià)于在內(nèi)有解,
可設(shè),即在上,函數(shù),

令,即,解得:或(舍去),
當(dāng),即時(shí),,在上單調(diào)遞減,
,得,
又,所以;
當(dāng)時(shí),即時(shí),,在上單調(diào)遞增,
,得,不合題意;
當(dāng),即時(shí),
則在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,

,,
,
即,不符合題意;
綜上得,實(shí)數(shù)的取值范圍為.
【點(diǎn)睛】
思路點(diǎn)睛:本題考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,以及利用導(dǎo)數(shù)解決不等式成立的綜合問(wèn)題:
(1)利用導(dǎo)數(shù)解決單調(diào)區(qū)間問(wèn)題,應(yīng)先確定函數(shù)的定義域,否則,寫出的單調(diào)區(qū)間易出錯(cuò);利用導(dǎo)數(shù)解決含有參數(shù)的單調(diào)性問(wèn)題,要注意分類討論和化歸思想的應(yīng)用;
(2)利用導(dǎo)數(shù)解決不等式的綜合問(wèn)題的一般步驟是:構(gòu)造新函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究的單調(diào)區(qū)間和最值,再進(jìn)行相應(yīng)證明.
變式2-3.已知函數(shù),
(1)若,求函數(shù)的極值;
(2)設(shè)函數(shù),求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(3)若存在,使得成立,求a的取值范圍.
【答案】(1)極小值為,無(wú)極大值
(2)單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為.
(3)
【解析】
【分析】
(1)研究的單調(diào)區(qū)間,進(jìn)而求出的極值;(2)先求,再解不等式與,求出單調(diào)區(qū)間,注意題干中的的條件;(3)先把題干中的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為在上有,再結(jié)合第二問(wèn)研究的的單調(diào)區(qū)間,對(duì)a進(jìn)行分類討論,求出不同范圍下的,求出最后結(jié)果
(1)
當(dāng)時(shí),,定義域?yàn)椋?br>令得:,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減,故是函數(shù)的極小值點(diǎn),的極小值為,無(wú)極大值
(2)
,定義域?yàn)?br>因?yàn)椋?,令得:,令得:,所以在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減.
綜上:?jiǎn)握{(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為.
(3)
存在,使得成立,等價(jià)于存在,使得,即在上有
由(2)知,單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為,所以
當(dāng),即時(shí),在上單調(diào)遞減,故在處取得最小值,由得:,因?yàn)?,?
當(dāng),即時(shí),由(2)知:在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,在上的最小值為

因?yàn)?,所以,則,即,不滿足題意,舍去
綜上所述:a的取值范圍為
【點(diǎn)睛】
導(dǎo)函數(shù)中常用的兩種常用的轉(zhuǎn)化方法:一是利用導(dǎo)數(shù)研究含參函數(shù)的單調(diào)性,?;癁椴坏仁胶愠闪?wèn)題.注意分類討論與數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用;二是函數(shù)的零點(diǎn)、不等式證明常轉(zhuǎn)化為函數(shù)的單調(diào)性、極(最)值問(wèn)題處理.
鞏固練習(xí)
練習(xí)一 恒成立問(wèn)題
1.已知函數(shù).
(1)求在處的切線方程;
(2)當(dāng)時(shí),不等式恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍;
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義直接求解即可;
(2)分離變量可得,利用導(dǎo)數(shù)可求得,由此可得的取值范圍.
(1)
,,又,
在處的切線方程為;
(2)
當(dāng)時(shí),由得:,
令,則,
令,則,
當(dāng)時(shí),,在上單調(diào)遞增,,
,在上單調(diào)遞增,,
,即實(shí)數(shù)的取值范圍為.
【點(diǎn)睛】
方法點(diǎn)睛:本題考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義、利用導(dǎo)數(shù)解決函數(shù)中的恒成立問(wèn)題;解決恒成立問(wèn)題的基本思路是采用分離變量的方式,將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為變量與函數(shù)最值之間關(guān)系,即由得;由得.
2.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),討論的單調(diào)性;
(2)當(dāng)時(shí),恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
【答案】(1)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減;
(2)
【解析】
【分析】
(1)直接求導(dǎo),先確定導(dǎo)數(shù)的單調(diào)性及零點(diǎn),即可確定的單調(diào)性;
(2)當(dāng)時(shí), ,當(dāng)時(shí),參變分離得,構(gòu)造函數(shù)求導(dǎo)得,
再構(gòu)造函數(shù)確定單調(diào)性后,即可求出實(shí)數(shù)a的取值范圍.
(1)
當(dāng)時(shí),,,易得在上遞增,又,
故當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增;故當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減,
所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減;
(2)
當(dāng)時(shí),不等式恒成立,可得;當(dāng)時(shí),由恒成立可得恒成立,
設(shè),則,
可設(shè),可得,設(shè),由,可得恒成立,
可得在遞增,即在遞增,所以,即恒成立,即在遞增,
所以,再令,可得,當(dāng)時(shí),,在上遞增,
當(dāng)時(shí),,在遞減,所以,所以;
綜上可得.
【點(diǎn)睛】
本題關(guān)鍵點(diǎn)在于參變分離構(gòu)造函數(shù)求導(dǎo)后,通過(guò)因式分解將導(dǎo)數(shù)變?yōu)椋?br>再把分子的因式構(gòu)造成函數(shù),確定后,即得的正負(fù),進(jìn)而求解.
3.已知函數(shù).
(1)若在上是減函數(shù),求實(shí)數(shù)的取值范圍;
(2)當(dāng)時(shí),若對(duì)任意的,不等式恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)求出導(dǎo)函數(shù),得到,即可求出的取值范圍;
(2)把題意轉(zhuǎn)化為,分類討論:當(dāng)時(shí),求出;當(dāng)時(shí),轉(zhuǎn)化為,令,利用導(dǎo)數(shù)求出,即可求出實(shí)數(shù)的取值范圍.
(1)
因?yàn)椋裕?br>令,得,則的單調(diào)遞減區(qū)間為,
因?yàn)樵谏鲜菧p函數(shù),所以,即,
故的取值范圍是;
(2)
由題知:,則,即,
當(dāng)時(shí),恒成立,則,
當(dāng)時(shí),,令,則,
則當(dāng)時(shí),,遞減;當(dāng)時(shí),,遞增,
故,則,
綜上所述,實(shí)數(shù)的取值范圍是.
4.已知函數(shù)
(1)當(dāng)時(shí),求曲線在點(diǎn)(0,f(0))處的切線方程;
(2)當(dāng),且時(shí),]恒成立,求b的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)求出,然后算出即可;
(2)由條件可得恒成立,構(gòu)造函數(shù),則原不等式等價(jià)于在上恒成立,然后可證明,然后得在上單調(diào)遞增,然后即可求解.
(1)
當(dāng)時(shí),,則
又因?yàn)?br>所以曲線在點(diǎn)(0,f(0))處的切線方程為.
(2)
恒成立,即恒成立.
等價(jià)于恒成立.
構(gòu)造函數(shù),則在上恒成立等價(jià)于在上恒成立.
因?yàn)椋?br>令函數(shù),則,顯然是增函數(shù),
則在上單調(diào)遞增,所以,
故,從而可得在上單調(diào)遞增,
所以當(dāng)時(shí),恒成立.
所以,所以,即b的取值范圍是[-1,+∞)
【點(diǎn)睛】
關(guān)鍵點(diǎn)睛:解答本題第二問(wèn)的關(guān)鍵是將原不等式變形,構(gòu)造出函數(shù),屬于函數(shù)的同構(gòu)類型,解答的關(guān)鍵是觀察不等式的特點(diǎn),變成同一函數(shù)在兩個(gè)變量處的取值.
練習(xí)二 存在性問(wèn)題
5.己知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求的單調(diào)區(qū)間.
(2)存在,使得成立,求整數(shù)的最小值.
【答案】(1)增區(qū)間為,無(wú)單減區(qū)間
(2)
【解析】
【分析】
(1)利用導(dǎo)數(shù)與函數(shù)的單調(diào)性之間的關(guān)系可求得結(jié)果;
(2)由題意可知,存在,使得,構(gòu)造函數(shù),其中,利用導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)的單調(diào)性,求出的取值范圍,可求得整數(shù)的最小值.
(1)
解:當(dāng)時(shí),,該函數(shù)的定義域?yàn)椋?br>則,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立,
故函數(shù)的增區(qū)間為,無(wú)單減區(qū)間.
(2)
解:存在,使得成立,即,
令,其中,則,
,
令,則,
令,對(duì)任意的恒成立,
故函數(shù)在上為增函數(shù),則,
即對(duì)任意的恒成立,則函數(shù)為增函數(shù).
因?yàn)?,?br>所以存在,使得,
當(dāng)時(shí),,此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞減,
當(dāng)時(shí),,此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞增,
所以,,,
設(shè),則,
令,則對(duì)任意的恒成立,
故函數(shù)在上為增函數(shù),則,
即對(duì)任意的恒成立,故函數(shù)在為增函數(shù),
故,即,即,
因?yàn)闉檎麛?shù),所以整數(shù)的最小值為.
【點(diǎn)睛】
結(jié)論點(diǎn)睛:利用參變量分離法求解函數(shù)不等式恒(能)成立,可根據(jù)以下原則進(jìn)行求解:
(1),;
(2),;
(3),;
(4),.
6.已知函數(shù),
(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;
(2)證明:存在,使得不等式 有解(e是自然對(duì)數(shù)的底).
【答案】(1)討論見解析
(2)證明見解析
【解析】
【分析】
(1)對(duì)原函數(shù)求導(dǎo)后利用判別式對(duì) 進(jìn)行分類討論即可;
(2)理解“有解”的含義,構(gòu)造函數(shù)將原不等式轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的最大值.
(1)
的定義域?yàn)镽,,

①當(dāng)時(shí), ,有兩個(gè)不等實(shí)數(shù)根為:,
時(shí),,單調(diào)遞增,
時(shí),
,單調(diào)遞減,
時(shí),,單調(diào)遞增,
②當(dāng)時(shí), ,,
所以在上單調(diào)遞增;
(2)
不等式 等價(jià)于 ,
所以只需證 的最大值大于1,
因?yàn)?,?br>又,所以,時(shí)等號(hào)成立,
所以 ,
設(shè)函數(shù) , ,
,,單調(diào)遞增,,,單調(diào)遞減,
因?yàn)?,所以存在,使不等式 有解.
【點(diǎn)睛】
對(duì)于第二問(wèn)使用函數(shù)的縮放法是核心,
對(duì)原函數(shù)由于的不確定性使得求其最大值很困難,
“化繁為簡(jiǎn)”,“化難為易”的數(shù)學(xué)思想就顯得特別重要,
通過(guò)本題的計(jì)算應(yīng)該能夠體會(huì)到這種數(shù)學(xué)思想,
在以后的數(shù)學(xué)計(jì)算中遇到很復(fù)雜的計(jì)算應(yīng)該首先考慮這種數(shù)學(xué)思想.
7.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),證明函數(shù)在區(qū)間上只有一個(gè)零點(diǎn);
(2)若存在,使不等式成立,求的取值范圍.
【答案】(1)證明見解析
(2)或
【解析】
【分析】
(1)首先求得導(dǎo)函數(shù)的解析式,然后討論函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合函數(shù)的性質(zhì)即可確定函數(shù)零點(diǎn)的個(gè)數(shù);
(2)首先討論函數(shù)的單調(diào)性,然后結(jié)合函數(shù)的最小值構(gòu)造新函數(shù),結(jié)合構(gòu)造函數(shù)的性質(zhì)分類討論即可確定的取值范圍.
(1)
證明:當(dāng)時(shí),,
令,
∴在上為增函數(shù),
∵,
∴,使,
∴當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,
因此,在上為減函數(shù),在 上為增函數(shù),
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
故函數(shù)f(x)在上只有一個(gè)零點(diǎn).
(2)
解:當(dāng)時(shí),,由(1)可知,,即,
∴當(dāng)時(shí),,在上為減函數(shù),當(dāng)時(shí),,在 上為增函數(shù),
∴,
由,知,
設(shè),則,
∴在上為減函數(shù),
又,
∴當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
∴存在,使不等式成立,此時(shí);
當(dāng)時(shí),由(1)知,在上為減函數(shù),在上為增函數(shù),
所以,所以不存在,使不等式 成立,
當(dāng)時(shí),取,即,所以,
所以存在,使不等式 成立,
綜上所述,的取值范圍是或.
【點(diǎn)睛】
方法點(diǎn)睛:在解決能成立問(wèn)題時(shí)一般是將不等式能成立問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的最值問(wèn)題,利用能成立;能成立.
8.已知函數(shù),.
(1)當(dāng)時(shí),求函數(shù)的極值;
(2)若存在,使不等式成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)函數(shù)在上遞增,在上遞減,極大值為,無(wú)極小值
(2)
【解析】
【分析】
(1)求出函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),再根據(jù)導(dǎo)數(shù)的符號(hào)求得單調(diào)區(qū)間,再根據(jù)極值的定義即可得解;
(2)若存在,使不等式成立,問(wèn)題轉(zhuǎn)化為,令,,利用導(dǎo)數(shù)求出函數(shù)的最大值即可得出答案.
(1)
解:當(dāng)時(shí),,
則,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
所以函數(shù)在上遞增,在上遞減,
所以函數(shù)的極大值為,無(wú)極小值;
(2)
解:若存在,使不等式成立,
則,即,
則問(wèn)題轉(zhuǎn)化為,
令,,

當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
所以函數(shù)在遞增,在上遞減,
所以,
所以.
x
+
0
-
0
+
遞增
極大值
遞減
極小值
遞增
x
+
0
-
0
+
遞增
極大值
遞減
極小值
遞增
x
-
0
+
遞減
極小值
遞增

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