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導數在不等式中的應用例題

科技 更新时间:2024-07-19 22:21:28

【考點聚焦突破】

考點一 構造函數證明不等式

導數在不等式中的應用例題(導數在不等式中的應用)1

【規律方法】

1.證明不等式的基本方法:

(1)利用單調性:若f(x)在[a,b]上是增函數,則①∀x∈[a,b],有f(a)≤f(x)≤f(b),②∀x1,x2∈[a,b],且x1<x2,有f(x1)<f(x2).對于減函數有類似結論.

(2)利用最值:若f(x)在某個範圍D内有最大值M(或最小值m),則∀x∈D,有f(x)≤M(或f(x)≥m).

2.證明f(x)<g(x),可構造函數F(x)=f(x)-g(x),證明F(x)<0.先通過化簡、變形,再移項構造不等式就減少運算量,使得問題順利解決.

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考點二 利用“若f(x)min>g(x)max,則f(x)>g(x)”證明不等式

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【規律方法】

1.在證明不等式中,若無法轉化為一個函數的最值問題,則可考慮轉化為兩個函數的最值問題.

2.在證明過程中,等價轉化是關鍵,此處f(x)min>g(x)max恒成立.從而f(x)>g(x),但此處f(x)與g(x)取到最值的條件不是同一個“x的值”.

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考點三 不等式恒成立或有解問題 多維探究

角度1 不等式恒成立求參數

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【規律方法】

1.破解此類題需“一形一分類”,“一形”是指會結合函數的圖象,對函數進行求導,然後判斷其極值,從而得到含有參數的方程組,解方程組,即可求出參數的值;“一分類”是指對不等式恒成立問題,常需對參數進行分類讨論,求出參數的取值範圍.

2.利用導數研究含參數的不等式問題,若能夠分離參數,則常将問題轉化為形如a≥f(x)(或a≤f(x))的形式,通過求函數y=f(x)的最值求得參數範圍.

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角度2 不等式能成立求參數的取值範圍

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【規律方法】

1.含參數的能成立(存在型)問題的解題方法

a≥f(x)在x∈D上能成立,則a≥f(x)min;

a≤f(x)在x∈D上能成立,則a≤f(x)max.

2.含全稱、存在量詞不等式能成立問題

(1)存在x1∈A,任意x2∈B使f(x1)≥g(x2)成立,則f(x)max≥g(x)max;(2)任意x1∈A,存在x2∈B,使f(x1)≥g(x2)成立,則f(x)min≥g(x)min.

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【反思與感悟】

1.證明不等式的關鍵是構造函數,将問題轉化為研究函數的單調性、最值問題.

2.恒(能)成立問題的轉化策略.若f(x)在區間D上有最值,則

(1)恒成立:∀x∈D,f(x)>0⇔f(x)min>0;

∀x∈D,f(x)<0⇔f(x)max<0.

(2)能成立:∃x∈D,f(x)>0⇔f(x)max>0;

∃x∈D,f(x)<0⇔f(x)min<0.

【易錯防範】

1.證明不等式,特别是含兩個變量的不等式時,要注意合理的構造函數.

2.恒成立與能成立問題,要注意理解“任意”與“存在”的不同含義,要注意區分轉化成的最值問題的異同.

【核心素養提升】

【邏輯推理】——兩個經典不等式的活用

邏輯推理是得到數學結論,構建數學體系的重要方式,是數學嚴謹性的基本保證.利用兩個經典不等式解決其他問題,降低了思考問題的難度,優化了推理和運算過程.

(1)對數形式:x≥1+ln x(x>0),當且僅當x=1時,等号成立.

(2)指數形式:ex≥x+1(x∈R),當且僅當x=0時,等号成立.

進一步可得到一組不等式鍊:ex>x+1>x>1+ln x(x>0,且x≠1).

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