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- 2021-06-24 发布
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【
答案
】
D
命题点
2
证明不等式
【
例
2
】
(2016·
课标全国
Ⅲ
)
设函数
f
(
x
)
=
α
cos 2
x
+
(
α
-
1)(cos
x
+
1)
,其中
α
>
0
,记
|
f
(
x
)|
的最大值为
A
.
(1)
求
f
′(
x
)
;
(2)
求
A
;
(3)
证明
|
f
′(
x
)|
≤
2
A
.
【
解析
】
(1)
f
′(
x
)
=-
2
α
sin 2
x
-
(
α
-
1)sin
x
.
(2)
当
α
≥
1
时,
|
f
(
x
)|
=
|
α
cos 2
x
+
(
α
-
1)(cos
x
+
1)|
≤
α
+
2(
α
-
1)
=
3
α
-
2
=
f
(0)
.
因此
A
=
3
α
-
2.
当
0
<
α
<
1
时,
将
f
(
x
)
变形为
f
(
x
)
=
2
α
cos
2
x
+
(
α
-
1)cos
x
-
1.
设
t
=
cos
x
,则
t
∈
[
-
1
,
1]
,
命题点
3
不等式恒成立问题
【
例
3
】
(2016·
湖南长沙长郡中学第六次月考
)
已知函数
f
(
x
)
=
x
ln
x
-
ax
2
+
a
(
a
∈
R)
,其导函数为
f
′(
x
)
.
(1)
求函数
g
(
x
)
=
f
′(
x
)
+
(2
a
-
1)
x
的极值;
(2)
当
x
>
1
时,关于
x
的不等式
f
(
x
)
<
0
恒成立,求
a
的取值范围.
【
方法规律
】
(1)
利用导数解不等式,一般可构造函数,利用已知条件确定函数单调性解不等式;
(2)
证明不等式
f
(
x
)
<
g
(
x
)
,可构造函数
F
(
x
)
=
f
(
x
)
-
g
(
x
)
,利用导数求
F
(
x
)
的值域,得到
F
(
x
)
<
0
即可;
(3)
利用导数研究不等式恒成立问题,首先要构造函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,进而得出相应的含参不等式,从而求出参数的取值范围;也可分离变量,构造函数,直接把问题转化为函数的最值问题.
【
方法规律
】
研究方程根的情况,可以通过导数研究函数的单调性、最大值、最小值、变化趋势等,根据题目要求,画出函数图象的走势规律,标明函数极
(
最
)
值的位置,通过数形结合的思想去分析问题,可以使问题的求解有一个清晰、直观的整体展现.
跟踪训练
2
已知函数
f
(
x
)
=
x
2
+
x
sin
x
+
cos
x
的图象与直线
y
=
b
有两个不同交点,求
b
的取值范围.
【
解析
】
f
′(
x
)
=
x
(2
+
cos
x
)
,
令
f
′(
x
)
=
0
,得
x
=
0.
∴
当
x
>
0
时,
f
′
(
x
)
>
0
,
f
(
x
)
在
(0
,+
∞
)
上递增.
当
x
<
0
时,
f
′
(
x
)
<
0
,
f
(
x
)
在
(
-
∞
,
0)
上递减.
∴
f
(
x
)
的最小值为
f
(0)
=
1.
∵
函数
f
(
x
)
在区间
(
-
∞
,
0)
和
(0
,+
∞
)
上均单调,
∴
当
b
>
1
时,曲线
y
=
f
(
x
)
与直线
y
=
b
有且仅有两个不同交点.
综上可知,
b
的取值范围是
(1
,+
∞
)
.
于是,当
x
变化时,
f
′
(
x
)
,
f
(
x
)
的变化情况如下表:
x
(3
,
4)
4
(4
,
6)
f
′(
x
)
+
0
-
f
(
x
)
单调递增
极大值
42
单调递减
由上表可得,
x
=
4
时,函数
f
(
x
)
取得极大值,也是最大值.
所以,当
x
=
4
时,函数
f
(
x
)
取得最大值,且最大值等于
42.
答:当销售价格为
4
元
/
千克时,商场每日销售该商品所获得的利润最大.
【
方法规律
】
在求实际问题中的最大值或最小值时,一般先设自变量、因变量、建立函数关系式,并确定其定义域,利用求函数最值的方法求解,注意结果应与实际情况相符合.用导数求实际问题中的最大
(
小
)
值,如果函数在区间内只有一个极值点,那么根据实际意义可知该极值点就是最值点.
【
解析
】
由
y
′
=
x
2
-
39
x
-
40
=
0
,
得
x
=-
1
或
x
=
40
,
由于
0
<
x
<
40
时,
y
′
<
0
;
x
>
40
时,
y
′
>
0.
所以当
x
=
40
时,
y
有最小值.
【
答案
】
40
即
f
(
x
)
<
g
(
x
)
恒成立.
(11
分
)
因此,当
a
=
1
时,在区间
[1
,+
∞
)
上,函数
f
(
x
)
的图象在函数
g
(
x
)
图象的下方.
(12
分
)
【
温馨提醒
】
(1)
导数法是求解函数单调性、极值、最值、参数等问题的有效方法,应用导数求单调区间关键是求解不等式的解集;最值问题关键在于比较极值与端点函数值的大小;参数问题涉及的有最值恒成立的问题、单调性的逆向应用等,求解时注意分类讨论思想的应用.
(2)
对于一些复杂问题,要善于将问题转化,转化成能用熟知的导数研究问题
.
►
方法与技巧
1
.用导数方法证明不等式
f
(
x
)
>
g
(
x
)
时,找到函数
h
(
x
)
=
f
(
x
)
-
g
(
x
)
的零点是解题的突破口.
2
.在讨论方程的根的个数、研究函数图象与
x
轴
(
或某直线
)
的交点个数、不等式恒成立等问题时,常常需要求出其中参数的取值范围,这类问题的实质就是函数的单调性与函数的极
(
最
)
值的应用.
3
.在实际问题中,如果函数在区间内只有一个极值点,那么只要根据实际意义判定是最大值还是最小值即可,不必再与端点的函数值比较.
►
失误与防范
1
.利用导数解决恒成立问题时,若分离参数后得到
“
a
<
f
(
x
)
恒成立
”
,要根据
f
(
x
)
的值确定
a
的范围中端点能否取到.
2
.利用导数解决实际生活中的优化问题,要注意问题的实际意义
.
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