
導(dǎo)數(shù)與不等式的交匯命題是高考的熱點(diǎn)和難點(diǎn),在利用導(dǎo)數(shù)證明不等式問題中,常用的方法有構(gòu)造函數(shù)、適當(dāng)換元、合理放縮、利用最值、不等式及其性質(zhì)等.
(2023·新高考Ⅰ卷)已知函數(shù)f(x)=a(ex+a)-x.(1)討論f(x)的單調(diào)性;
f′(x)=aex-1,x∈R.當(dāng)a≤0時(shí),f′(x)0時(shí),令f′(x)>0,得x>-ln a;令f′(x)0時(shí),函數(shù)f(x)=a(ex+a)-x的最小值為f(-ln a)=a(e-ln a+a)+ln a=1+a2+ln a.
已知函數(shù)f(x)=ex+exln x(其中e是自然對數(shù)的底數(shù)).求證:f(x)≥ex2.
利用導(dǎo)數(shù)證明不等式問題的基本方法(1)直接構(gòu)造函數(shù)法:證明不等式f(x)>g(x)(或f(x)<g(x))轉(zhuǎn)化為證明f(x)-g(x)>0(或f(x)-g(x)<0),進(jìn)而構(gòu)造輔助函數(shù)h(x)=f(x)-g(x);(2)適當(dāng)放縮構(gòu)造法:一是根據(jù)已知條件適當(dāng)放縮;二是利用常見放縮結(jié)論;(3)構(gòu)造“形似”函數(shù),稍作變形再構(gòu)造,對原不等式同結(jié)構(gòu)變形,根據(jù)相似結(jié)構(gòu)構(gòu)造輔助函數(shù).
(2024·長春調(diào)研)設(shè)函數(shù)f(x)=ex-1,其中e為自然對數(shù)的底數(shù).求證:(1)當(dāng)x>0時(shí),f(x)>x;
令g(x)=f(x)-x=ex-1-x,則g′(x)=ex-1,當(dāng)x>0時(shí),g′(x)>0,g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,故當(dāng)x>0時(shí),g(x)>g(0)=0,即當(dāng)x>0時(shí),f(x)>x成立.
(2)ex-2>ln x.
由(1)可得當(dāng)x>0時(shí),ex>1+x.要證ex-2>ln x,可證ex-2>x-1≥ln x,即證x-1-ln x≥0.
3.(2024·全國甲卷)已知函數(shù)f(x)=a(x-1)-ln x+1.(1)求f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)當(dāng)a≤2時(shí),證明:當(dāng)x>1時(shí),f(x)1時(shí),ex-1-f(x)=ex-1-a(x-1)+ln x-1≥ex-1-2x+ln x+1.令g(x)=ex-1-2x+ln x+1,則只需證當(dāng)x>1時(shí)g(x)>0.
法二 設(shè)g(x)=a(x-1)-ln x+1-ex-1,只需證當(dāng)x>1時(shí)g(x)0得,x∈(0,a),則f(x)在(0,a)上單調(diào)遞增;由f′(x)f(1)=0,不合題意.綜上所述,a=1.
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