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文檔簡介
培優(yōu)點2對數(shù)平均不等式、切線不等式專題一
函數(shù)與導(dǎo)數(shù)在高考壓軸題中,經(jīng)常考查與導(dǎo)數(shù)有關(guān)的不等式問題,這些問題可以用常規(guī)方法求解,也可以轉(zhuǎn)變成對數(shù)平均不等式、切線不等式進行求解,起到事半功倍的效果.考點一對數(shù)平均不等式考點二以泰勒公式為背景的切線不等式專題強化練內(nèi)容索引對數(shù)平均不等式考點一例1不妨設(shè)a>b>0,所以f(t)在(1,+∞)上單調(diào)遞減,又f(1)=0,∴φ(t)在(1,+∞)上單調(diào)遞減,∴原不等式得證.該類問題的特征是雙變量,將雙變量問題轉(zhuǎn)變?yōu)閱巫兞繂栴}處理,即將
看成一個新對象(整體),從而進行降維打擊.規(guī)律方法(1)討論f(x)的單調(diào)性;跟蹤演練1f(x)的定義域為(0,+∞),①若a≤2,則f′(x)≤0,當(dāng)且僅當(dāng)a=2,x=1時,f′(x)=0,∴f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減.由(1)知,f(x)存在兩個極值點當(dāng)且僅當(dāng)a>2.由于f(x)的兩個極值點x1,x2滿足x2-ax+1=0,所以x1x2=1,不妨設(shè)x2>x1>0,則x2>1.又x2>x1>0,∴x1-x2<0,ln
x1-ln
x2<0,即證原不等式成立.以泰勒公式為背景的切線不等式考點二泰勒公式:將函數(shù)展開為一個多項式與一個余項的和.當(dāng)x0=0時為麥克勞林公式.其中ex與ln(1+x)的麥克勞林公式為從中截取片段就構(gòu)成了常見的不等式:
設(shè)函數(shù)f(x)=aexln
x+
,曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線方程為y=e(x-1)+2.(1)求a,b;例2函數(shù)f(x)的定義域為(0,+∞),由題意可得f(1)=2,f′(1)=e.故a=1,b=2.(2)證明:f(x)>1.設(shè)函數(shù)g(x)=xln
x,則g′(x)=1+ln
x.則h′(x)=e-x(1-x).所以當(dāng)x∈(0,1)時,h′(x)>0;當(dāng)x∈(1,+∞)時,h′(x)<0.故h(x)在(0,1)上單調(diào)遞增,在(1,+∞)上單調(diào)遞減,綜上,當(dāng)x>0時,g(x)>h(x),即f(x)>1.當(dāng)x>0時,ex>1+x,所以ex-1≥x,指數(shù)的放縮.形如:ex-1≥x-1+1?ex≥ex,規(guī)律方法對數(shù)的放縮.形如:eln
x≥1+ln
x?ln
x≤x-1?ln(1+x)≤x,
已知函數(shù)f(x)=
ax2-(2a+1)x+2lnx(a∈R).(1)當(dāng)a>0時,求函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間;跟蹤演練2f(x)的定義域為(0,+∞),(2)當(dāng)a=0時,證明:f(x)<2ex-x-4.方法一
當(dāng)a=0時,要證f(x)<2ex-x-4,即證ex-ln
x-2>0,所以h′(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,使得h′(x0)=0,即當(dāng)x∈(0,x0)時,h′(x)<0,h(x)單調(diào)遞減;當(dāng)x∈(x0,+∞)時,h′(x)>0,h(x)單調(diào)遞增.所以當(dāng)x=x0時,h(x)取得極小值,也是最小值.h(x0)=所以h(x)=ex-ln
x-2>0,故f(x)<2ex-x-4.方法二
當(dāng)a=0時,要證f(x)<2ex-x-4,即證ex-ln
x-2>0,由x>0時,ex>x+1可得ex-1>x,由x>0時,ln
x≤x-1可得x≥ln
x+1,故ex-1>x≥ln
x+1,即ex-ln
x-2>0,即原不等式成立.專題強化練1.(2022·葫蘆島模擬)已知函數(shù)f(x)=x+b(1+ln
x)(b∈R).(1)求f(x)的單調(diào)區(qū)間;1212若b≥0,則f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增;若b<0,令f′(x)=0,得x=-b,當(dāng)x∈(0,-b)時,f′(x)<0,f(x)單調(diào)遞減;當(dāng)x∈(-b,+∞)時,f′(x)>0,f(x)單調(diào)遞增,綜上,若b≥0,f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0,+∞),無單調(diào)遞減區(qū)間;若b<0,f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為(0,-b),單調(diào)遞增區(qū)間為(-b,+∞).(2)設(shè)g(x)=f(x)-
sinx,若存在0<x1<x2,使得g(x1)=g(x2),求證:①b<0;12g′(x)>0,g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,故不存在0<x1<x2,使得g(x1)=g(x2),所以b<0.②x1x2<4b2.12令m(x)=x-sinx(x>0),m′(x)=1-cos
x≥0,當(dāng)x→0時,m(x)→0,故m(x)>0,即x>sinx,因為g(x1)=g(x2),12122.(2022·撫州模擬)已知函數(shù)f(x)=x(ln
x+a),a∈R.(1)求f(x)的單調(diào)區(qū)間;12因為f(x)=x(ln
x+a),故可得f′(x)=ln
x+a+1,又y=ln
x+a+1為單調(diào)遞增函數(shù),令f′(x)=0,解得x=e-a-1,故當(dāng)0<x<e-a-1時,f′(x)<0;當(dāng)x>e-a-1時,f′(x)>0,故f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為(0,e-a-1),單調(diào)遞增區(qū)間為(e-a-1,+∞).12(2)當(dāng)a=1時,求證:f(x)≤xex-1在(0,+∞)上恒成立.12方法一當(dāng)a=1時,f(x)=x(ln
x+1),要證f(x)≤xex-1,即證x(ln
x+1)≤xex-1,又x>0,則只需證ln
x+1≤ex-1,即證ln
x-x+1≤ex-1-x,當(dāng)0<x<1時,m′(x)>0,m(x)單調(diào)遞增,當(dāng)x>1時,m′(x)<0,m(x)單調(diào)遞減,故當(dāng)x=1時,m(x)取得最大值m(1)=0;12令n(x)=ex-1-x,n′(x)=ex-1-1,又y=n′(x)為單調(diào)遞增函數(shù),且當(dāng)x=1時,n′(x)=0,當(dāng)0<x<1時,n′(x)<0,n(x)單調(diào)遞減;當(dāng)x>1時,n′(x)>0,n(x)單調(diào)遞增,故當(dāng)x=1時,n(x)取得最小值n(1)=0.則n(x)min=m(x)max,且當(dāng)x=1時,同時取得最小值和最大值,故n(x)≥m(x),12即ln
x-x+1≤ex-1-x,故f(x)≤xex-1在(0,+∞)上恒成立.方法二當(dāng)a=1時,f(x)=x(ln
x+1),
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