函數(shù)與導(dǎo)數(shù)一直是高考中的熱點(diǎn)與難點(diǎn),利用導(dǎo)數(shù)研究不等式恒成立問題一直是高考命題的熱點(diǎn),此類問題一般會把函數(shù)、導(dǎo)數(shù)及不等式交匯考查,對能力要求比較高,難度也比較大,常見的題型是由不等式恒成立確定參數(shù)范圍問題,常見處理方法有:①首先要構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,求出最值,進(jìn)而得出相應(yīng)的含參不等式,從而求出參數(shù)的取值范圍.②也可分離變量,構(gòu)造函數(shù),直接把問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值問題.
二、解題秘籍
(一) 與不等式恒成立問題有關(guān)的結(jié)論
= 1 \* GB3 ①. ?x∈D,均有f(x)>A恒成立,則f(x)min>A;
= 2 \* GB3 ②. ?x∈D,均有f(x)﹤A恒成立,則 f(x)maxg(x)恒成立,則F(x)= f(x)- g(x) >0,∴ F(x)min >0;
= 4 \* GB3 ④. ?x∈D,均有f(x)﹤g(x)恒成立,則F(x)= f(x)- g(x) g(x)max;
= 6 \* GB3 ⑥. ?x1∈D, ?x2∈E,均有f(x1) 0恒成立,即對x>0恒成立.
令,所以,
.令,,
則恒成立,所以G(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增.
由于G(1)=e>0,,所以使得,
即,(※)
所以當(dāng)時(shí),G(x)0,
即F(x)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
所以,
由(※)式可知,,,
令,,又x>0,所以,即s(x)在(0,+∞)上為增函數(shù),所以,即,所以,
所以
所以,實(shí)數(shù)m的取值范圍為(-∞,1].
三、典例展示
【例1】(2023屆山東省淄博市實(shí)驗(yàn)中學(xué)、齊盛高中高三上學(xué)期考試)已知函數(shù).
(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;
(2)當(dāng)時(shí),使得成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【解析】(1)解:由題意可得,,故,
當(dāng)時(shí),,所以在上單調(diào)遞增,無減區(qū)間;
當(dāng)時(shí),令,解得;由,解得,
所以的單調(diào)遞增區(qū)間為,遞減區(qū)間為.
綜上所述,當(dāng)時(shí),的單調(diào)遞增區(qū)間為,無減區(qū)間;
當(dāng)時(shí),的單調(diào)遞增區(qū)間為,遞減區(qū)間為.
(2)解:由題意得,只需成立.
因?yàn)椋?,則,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),
所以在上遞減,遞增,且
所以,故,即在上單調(diào)遞增,
所以在上遞增,所以.
由(1)知,當(dāng)時(shí),在上遞增,在上遞減.
①當(dāng)即時(shí),在上遞減,,
所以,所以;
②當(dāng)即時(shí),在遞增,,
所以,所以;
③當(dāng)即時(shí),在上遞增,在上遞減,
可得,
又因?yàn)?br>當(dāng)時(shí),,所以,所以;
當(dāng)時(shí),,所以,所以,
綜上所述,實(shí)數(shù)的取值范圍是.
【例2】(2024屆百師聯(lián)盟高三上學(xué)期聯(lián)考)已知函數(shù),.
(1)當(dāng)時(shí),求曲線在點(diǎn)處的切線方程;
(2)若關(guān)于的不等式在上恒成立,求的最小值.
【解析】(1)由題當(dāng)時(shí),,
,,,
所以切線方程為,化簡得,
即曲線在點(diǎn)處的切線方程為.
(2)由可得,
令,,
則,
當(dāng)時(shí),,
設(shè),易知在上單調(diào)遞增,
又,,
則存在,使得,即,
取對數(shù)得,
當(dāng)時(shí),,,單調(diào)遞增,
當(dāng)時(shí),,,單調(diào)遞減,
,
在上單調(diào)遞增,則,
又對任意恒成立,,
所以,即的最小值為-3.
【例3】(2024屆浙江省名校協(xié)作體高三上學(xué)期聯(lián)考)已知函數(shù)有兩個(gè)極值點(diǎn).其中,為自然對數(shù)的底數(shù).
(1)求實(shí)數(shù)的取值范圍;
(2)若恒成立,求的取值范圍.
【解析】(1)由于,
由題知有兩個(gè)不同實(shí)數(shù)根,即有兩個(gè)不同實(shí)數(shù)根.
令,則,解得,故在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,且時(shí),,時(shí),,,故的圖象如圖所示,

當(dāng)時(shí),有兩個(gè)零點(diǎn)且.則或,故在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,的極大值點(diǎn)為,極小值點(diǎn)為.
故有兩個(gè)極值點(diǎn)時(shí),實(shí)數(shù)的取值范圍為.
(2)由于
若設(shè),則上式即為
由(1)可得,兩式相除得,即,
由得
所以,令,
則在恒成立,由于,
令,則,,
顯然在遞增,
又有,所以存在使得,
且易得在遞減,遞增,又有,
所以存在使得,且易得在遞減,遞增,
又,則時(shí),時(shí),,所以易得在上遞減,在上遞增,則,
所以的取值范圍為.
【例4】(2023屆河南省鄭州外國語學(xué)校高三下學(xué)期4月月考)已知函數(shù).(a,b為實(shí)數(shù))
(1)當(dāng)時(shí),求過點(diǎn)的圖象的切線方程;
(2)設(shè),若恒成立,求b的取值范圍.
【解析】(1)因?yàn)?,則,
所以,設(shè)切線與圖象切于點(diǎn),
則切線方程為,
令, 則, 即,
所以切線方程為.
(2)由,
令, 則,故,
下面證明:時(shí)符合題意.
當(dāng)時(shí),,
以下證明:,
構(gòu)造函數(shù),
則,
令,則,
令,可得;
令,可得,
于是在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
于是,
所以,當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),.
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
故,
綜上,實(shí)數(shù)b的取值范圍.
四、跟蹤檢測
1.(2024屆湖北省隨州市曾都區(qū)高三上學(xué)期測試)已知函數(shù)()圖象在點(diǎn)處的切線與直線垂直.
(1)求實(shí)數(shù)a的值;
(2)若存在,使得恒成立,求實(shí)數(shù)k的最大值.
2.(2023屆黑龍江省雞西市密山市高三上學(xué)期第三次月考)已知函數(shù).
(1)若是的極值點(diǎn),求的單調(diào)性;
(2)若恒成立,求a的取值范圍.
3.(2024屆陜西省西安市部分學(xué)校高三上學(xué)期聯(lián)考)已知函數(shù),且.
(1)當(dāng)時(shí),求曲線在點(diǎn)處的切線方程;
(2)若關(guān)于的不等式恒成立,其中是自然對數(shù)的底數(shù),求實(shí)數(shù)的取值范圍.
4.(2023屆安徽省臨泉第一中學(xué)高三上學(xué)期第三次月考)設(shè)函數(shù),已知直線是曲線的一條切線.
(1)求實(shí)數(shù)a的值;
(2)若不等式對任意恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
5.(2024屆江蘇省鎮(zhèn)江市丹陽市高三上學(xué)期檢測)已知函數(shù)(e為自然對數(shù)的底數(shù)).
(1)求函數(shù)在處的切線方程;
(2)若恒成立,求證:實(shí)數(shù).
6.(2024屆福建省莆田市第一中學(xué)高三上學(xué)期期初考試)已知函數(shù),.
(1)若不等式的解集為,求不等式的解集;
(2)若對于任意的,不等式恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
7.(2023屆河南省部分名校高三二模)已知函數(shù),.
(1)討論的單調(diào)性;
(2)當(dāng)時(shí),若對于任意的,總存在,使得,求的取值范圍.
8.(2024屆江西省贛州市第四中學(xué)高三上學(xué)期開學(xué)考試)設(shè)m為實(shí)數(shù),函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),直線是曲線的切線,求的最小值;
(2)已函數(shù)有兩個(gè)不同的零點(diǎn),(),若,且恒成立,求實(shí)數(shù)的范圍.
9.(2024屆四川省廣安友誼中學(xué)高三上學(xué)期9月月考)已知函數(shù).
(1)若是的極值點(diǎn),求的值;
(2)討論函數(shù)的單調(diào)性;
(3)若恒成立,求a的取值范圍;
10.(2024屆內(nèi)蒙古呼和浩特市高三第一次質(zhì)量監(jiān)測)已知函數(shù),其中,且.
(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;
(2)當(dāng)時(shí),過函數(shù)圖象對稱中心C的直線與圖象交于A,B兩點(diǎn)(異于點(diǎn)C),分別以A,B兩點(diǎn)為切點(diǎn)作的切線,記切線的斜率分別為,,若恒成立,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.2
0
單調(diào)遞減
極小值
單調(diào)遞增

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