全品高考备战2027年数学一轮学生用书08第19讲导数与不等式第2课时利用导数证明不等式【答案】听课手册_第1页
全品高考备战2027年数学一轮学生用书08第19讲导数与不等式第2课时利用导数证明不等式【答案】听课手册_第2页
全品高考备战2027年数学一轮学生用书08第19讲导数与不等式第2课时利用导数证明不等式【答案】听课手册_第3页
全品高考备战2027年数学一轮学生用书08第19讲导数与不等式第2课时利用导数证明不等式【答案】听课手册_第4页
全文预览已结束

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

第2课时利用导数证明不等式●课堂考点探究例1[思路点拨](1)对f(x)求导得f'(x)=(2x+1)(ax+1)x,分a≥0和a<0两种情况讨论f(x)的单调性即可;(2)要证f(x)≤-2a-2+a,只需证f(x)max≤-2a-2+a,结合(1)的结论得,即证ln-1a+1a+1≤0恒成立,令t=-1a>0,g解:(1)f(x)=lnx+ax2+(a+2)x+a,其定义域为(0,+∞),则f'(x)=1x+2ax+a+2=2ax2+(①当a≥0时,f'(x)>0,f(x)在(0,+∞)上单调递增.②当a<0时,若x∈0,-1a,则f'(x)>0,f(x)在0,-1a上单调递增;若x∈-1a,+∞,则综上,当a≥0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增;当a<0时,f(x)在0,-1a上单调递增,在(2)证明:当a<0时,要证f(x)≤-2a-2+a,只需证f(x)max≤-2a-2+a,由(1)得,f(x)max=f-1a=ln-1a+1a-a+2a即证ln-1a+1a+1≤0恒成立.令t=-1a>0,g(t)=lnt-t+1(t>0),则g'(t)=1t-1=1-tt,当t∈(0,1)时,当t∈(1,+∞)时,g'(t)<0,g(t)单调递减,∴g(t)的最大值为g(1)=0,即g(t)≤0,∴ln-1a+1变式题解:(1)函数f(x)=cosx+xsinx,x∈(-π,π),求导得f'(x)=-sinx+sinx+xcosx=xcosx.当-π<x<-π2时,f'(x)>0,f(x)单调递增;当-π2<x<0时,f'(x)<0,f(x)单调递减;当0<x<π2时,f'(x)>0,f(x)单调递增;当π2<x<π时,f'(x)<0,f(x)单调递减.所以f(x)的单调递增区间为-π,-π2,0,π2(2)证明:当x∈[0,π)时,令F(x)=ex+e-x-2(cosx+xsinx),求导得F'(x)=ex-e-x-2xcosx≥ex-e-x-2x,令φ(x)=ex-e-x-2x,x∈[0,π),求导得φ'(x)=ex+e-x-2≥2ex·e所以函数φ(x)在[0,π)上单调递增,则φ(x)≥φ(0)=0,所以F'(x)≥0,所以F(x)在[0,π)上单调递增,所以F(x)≥F(0)=0,所以2f(x)≤ex+e-x.例2[思路点拨](1)求导,分类讨论a与0的关系,判断导函数的符号,从而得出原函数的单调区间;(2)利用主元思想,根据题设条件a≤2将问题转化成证明当x>1时,ex-1-2x+1+lnx>0恒成立即可.解:(1)由题可得,f(x)的定义域为(0,+∞),f'(x)=a-1x=ax当a≤0时,f'(x)=ax-1x<0恒成立,故f(x)在(0,+∞)上单调递减;当a>0时,若x∈1a,+∞,则f'(x)>0,f(x)单调递增,若x∈0,1a综上所述,当a≤0时,f(x)的单调递减区间为(0,+∞),无单调递增区间;当a>0时,f(x)的单调递增区间为1a,+(2)证明:当a≤2,且x>1时,ex-1-f(x)=ex-1-a(x-1)+lnx-1≥ex-1-2x+1+lnx,令g(x)=ex-1-2x+1+lnx(x>1),要证ex-1>f(x)恒成立,只需证g(x)>0恒成立.易知g'(x)=ex-1-2+1x(x>1),令h(x)=g'(x则h'(x)=ex-1-1x2(x显然h'(x)在(1,+∞)上单调递增,则h'(x)>h'(1)=e0-1=0,即g'(x)=h(x)在(1,+∞)上单调递增,故g'(x)>g'(1)=e0-2+1=0,即g(x)在(1,+∞)上单调递增,故g(x)>g(1)=e0-2+1+ln1=0,得证.变式题解:(1)由题可得f'(x)=(ax2+4ax+2a+1)ex,当a=0时,f'(x)=ex>0恒成立,则f(x)的单调递增区间为(-∞,+∞).当a≠0时,关于x的方程ax2+4ax+2a+1=0的判别式Δ=4a(2a-1),当Δ>0时,方程的两根x1=-2a-2a2-aa,x2=-2a+2a2当0<a≤12时,f(x)的单调递增区间为(-∞,+∞)当a<0时,f(x)的单调递增区间为-2a+2a(2)证明:f(x)=(ax2+2ax+1)ex-2=[(x2+2x)ex]a+ex-2.当x≥0时,令g(a)=[(x2+2x)ex]a+ex-2,a≤-17,则g(a)在-∞,-17上单调递增,故g(a)≤g-17=-17(x2+2x)ex+ex-2.当x≥0时,要证f(x)<0,只需证-17(x2即证(x2+2x-7)ex+14>0.设h(x)=(x2+2x-7)ex+14,x≥0,则h'(x)=(x2+4x-5)ex=(x-1)(x+5)ex.当x∈[0,1)时,h'(x)<0,故h(x)在[0,1)上单调递减;当x∈(1,+∞)时,h'(x)>0,故h(x)在(1,+∞)上单调递增.所以当x≥0时,h(x)≥h(1)=14-4e>0,即当x≥0时,f(x)<0.故原不等式得证.例3[思路点拨](1)根据导数的运算和导数的几何意义即可求得结果;(2)由(1)可得f(x)的解析式,对要证的不等式进行变形,构造两个函数,分别利用导函数求出两函数在定义域内的最值,进而得证.解:(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞),f'(x)=aexlnx+axex-bx2ex-1+bx由题意可得f(1)=b=2,f'(1)=ae-b+b=e,故a=1,b=2.(2)证明:由(1)知,f(x)=exlnx+2xex-1,又x>0,故f(x)>1等价于xlnx>xe-x-2设函数g(x)=xlnx,则g'(x)=1+lnx.当x∈0,1e时,g'(x)<0,当x∈1e,故g(x)在0,1e上单调递减,在1e,+∞上单调递增,故g(设函数h(x)=xe-x-2e,x>0,则h'(x)=e-x(1-x)当x∈(0,1)时,h'(x)>0,当x∈(1,+∞)时,h'(x)<0,故h(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,故h(x)的最大值为h(1)=-1e综上,当x>0时,g(x)>h(x),即f(x)>1.变式题解:(1)由函数f(x)=eln(x-1)-a(x-1),可得其定义域为(1,+∞),且f'(x)=ex-1-a当a≤0时,f'(x)>0,此时f(x)在区间(1,+∞)上单调递增;当a>0时,由f'(x)>0,可得1<x<1+ea,由f'(x)<0,可得x>1+e此时f(x)在区间1,1+ea(2)证明:当x>1时,要证f(x)-ex-1x-1+2e≤0,只需证f(x)≤ex-1x-1-2e,由(1)知,当a=e时,f(x)

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论