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Page第08講利用洛必達(dá)法則解決導(dǎo)數(shù)問(wèn)題(高階拓展、競(jìng)賽適用)(2類(lèi)核心考點(diǎn)精講精練)命題規(guī)律及備考策略【命題規(guī)律】本節(jié)內(nèi)容是新高考卷的選考內(nèi)容,設(shè)題穩(wěn)定,難度較大,分值為15-17分【備考策略】1能用導(dǎo)數(shù)解決函數(shù)問(wèn)題2能用洛必達(dá)法則解決極限等問(wèn)題【命題預(yù)測(cè)】洛必達(dá)法則只是一個(gè)求極限的工具,是在一定條件下通過(guò)對(duì)分子分母分別求導(dǎo)再求極限來(lái)確定未定式極限值的方法。詳細(xì)的洛必達(dá)法則應(yīng)用是大學(xué)高等數(shù)學(xué)中才介紹,這里用高中生最能看懂的方式說(shuō)明,能備考使用即可.知識(shí)講解洛必達(dá)法則:法則1若函數(shù)f(x)和g(x)滿足下列條件:(1)及;
(2)在點(diǎn)a的去心鄰域內(nèi),f(x)與g(x)可導(dǎo)且g'(x)≠0;
(3),那么=。型
法則2若函數(shù)f(x)和g(x)滿足下列條件:(1)及;
(2)在點(diǎn)a的去心鄰域內(nèi),f(x)與g(x)可導(dǎo)且g'(x)≠0;
(3),那么=。型注意:1.將上面公式中的換成洛必達(dá)法則也成立。2.洛必達(dá)法則可處理型。3.在著手求極限前,首先要檢查是否滿足,型定式,否則濫用洛必達(dá)法則會(huì)出錯(cuò)。當(dāng)不滿足三個(gè)前提條件時(shí),就不能用洛必達(dá)法則,這時(shí)稱(chēng)洛必達(dá)法則不適用,應(yīng)從另外途徑求極限。4.若條件符合,洛必達(dá)法則可連續(xù)多次使用,直到求出極限為止。,如滿足條件,可繼續(xù)使用洛必達(dá)法則??键c(diǎn)一、洛必達(dá)法則的直接應(yīng)用1.(23-24高二下·北京朝陽(yáng)·期中)兩個(gè)無(wú)窮小之比或兩個(gè)無(wú)窮大之比的極限可能存在,也可能不存在,為此,洛必達(dá)在1696年提出洛必達(dá)法則,即在一定條件下通過(guò)對(duì)分子、分母分別求導(dǎo)再求極限來(lái)確定未定式值的方法,如,則(
)A. B. C.1 D.2【答案】B【分析】根據(jù)洛必達(dá)法則求解即可.【詳解】.故選:B2.(2024·浙江·二模)①在微積分中,求極限有一種重要的數(shù)學(xué)工具——洛必達(dá)法則,法則中有結(jié)論:若函數(shù),的導(dǎo)函數(shù)分別為,,且,則.②設(shè),k是大于1的正整數(shù),若函數(shù)滿足:對(duì)任意,均有成立,且,則稱(chēng)函數(shù)為區(qū)間上的k階無(wú)窮遞降函數(shù).結(jié)合以上兩個(gè)信息,回答下列問(wèn)題:(1)試判斷是否為區(qū)間上的2階無(wú)窮遞降函數(shù);(2)計(jì)算:;(3)證明:,.【答案】(1)不是區(qū)間上的2階無(wú)窮遞降函數(shù);(2)(3)證明見(jiàn)解析【分析】(1)根據(jù)函數(shù)為區(qū)間上的k階無(wú)窮遞降函數(shù)的定義即可判斷;(2)通過(guò)構(gòu)造,再結(jié)合即可得到結(jié)果;(3)通過(guò)換元令令,則原不等式等價(jià)于,再通過(guò)構(gòu)造函數(shù),根據(jù)題干中函數(shù)為區(qū)間上的k階無(wú)窮遞降函數(shù)的定義證出,即可證明結(jié)論.【詳解】(1)設(shè),由于,所以不成立,故不是區(qū)間上的2階無(wú)窮遞降函數(shù).(2)設(shè),則,設(shè),則,所以,得.(3)令,則原不等式等價(jià)于,即證,記,則,所以,即有對(duì)任意,均有,所以,因?yàn)?,所以,所以,證畢!【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:利用函數(shù)方法證明不等式成立問(wèn)題時(shí),應(yīng)準(zhǔn)確構(gòu)造相應(yīng)的函數(shù),注意題干條件中相關(guān)限制條件的轉(zhuǎn)化.1.(21-22高二下·重慶萬(wàn)州·階段練習(xí))我們把分子、分母同時(shí)趨近于0的分式結(jié)構(gòu)稱(chēng)為型,比如:當(dāng)時(shí),的極限即為型.兩個(gè)無(wú)窮小之比的極限可能存在,也可能不存在,為此,洛必達(dá)在1696年提出洛必達(dá)法則:在一定條件下通過(guò)對(duì)分子、分母分別求導(dǎo)再求極限來(lái)確定未定式值的方法.如:,則.【答案】/0.5【分析】依據(jù)洛必達(dá)法則去計(jì)算即可解決.【詳解】故答案為:2.(21-22高三上·湖北襄陽(yáng)·期末)我們把分子,分母同時(shí)趨近于0的分式結(jié)構(gòu)稱(chēng)為型,比如:當(dāng)時(shí),的極限即為型,兩個(gè)無(wú)窮小之比的極限可能存在,也可能不存在.早在1696年,洛必達(dá)在他的著作《無(wú)限小分析》一書(shū)中創(chuàng)造一種算法(洛必達(dá)法則),用以尋找滿足一定條件的兩函數(shù)之商的極限,法則的大意為:在一定條件下通過(guò)對(duì)分子、分母分別求導(dǎo)再求極限來(lái)確定未定式值的方法.如:,則.【答案】2【分析】根據(jù)題設(shè)對(duì)分子、分母分別求導(dǎo)再求極限即得.【詳解】由題可得.故答案為:2.3.(2024·河北邢臺(tái)·二模)在函數(shù)極限的運(yùn)算過(guò)程中,洛必達(dá)法則是解決未定式型或型極限的一種重要方法,其含義為:若函數(shù)和滿足下列條件:①且(或,);②在點(diǎn)的附近區(qū)域內(nèi)兩者都可導(dǎo),且;③(可為實(shí)數(shù),也可為),則.(1)用洛必達(dá)法則求;(2)函數(shù)(,),判斷并說(shuō)明的零點(diǎn)個(gè)數(shù);(3)已知,,,求的解析式.參考公式:,.【答案】(1)(2)僅在時(shí)存在1個(gè)零點(diǎn),理由見(jiàn)解析(3)【分析】(1)利用洛必達(dá)法則求解即可;(2)構(gòu)造函數(shù),結(jié)合的單調(diào)性求解即可;(3)利用累乘法求出的表達(dá)式,然后結(jié)合,利用洛必達(dá)法則求極限即可.【詳解】(1)(2),,所以,.當(dāng)時(shí),,函數(shù)在上單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí),,函數(shù)在上單調(diào)遞增,,,當(dāng)時(shí),,所以僅在時(shí)存在1個(gè)零點(diǎn).(3),所以,,…,將各式相乘得,兩側(cè)同時(shí)運(yùn)算極限,所以,即,令,原式可化為,又,由(1)得,故,由題意函數(shù)的定義域?yàn)椋C上,【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:本題考查新定義,注意理解新定義,結(jié)合洛必達(dá)法則的適用條件,構(gòu)造函數(shù),從而利用洛必達(dá)法則求極限.考點(diǎn)二、利用洛必達(dá)法則解決函數(shù)綜合問(wèn)題1.(全國(guó)高考)已知恒成立,求的取值范圍解:記,則則所以,在單調(diào)遞增,且所以時(shí),時(shí),即在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增所以所以分析上式中求用了洛必達(dá)法則當(dāng)時(shí),分子,分母,符合不定形式,所以2.(天津高考)恒成立,求的取值范圍解:記,則則所以,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,所以即所以所以所以3.(全國(guó)高考)恒成立,求的取值范圍解:記,則記則所以,在單調(diào)遞增,所以所以,在單調(diào)遞增,所以即在上,所以在上單調(diào)遞增所以所以1.若不等式對(duì)于恒成立,求的取值范圍.【答案】【分析】由題設(shè)有在上恒成立,構(gòu)造函數(shù)并利用導(dǎo)數(shù)研究單調(diào)性、洛必達(dá)法則求右側(cè)的極限,即可得參數(shù)范圍.【詳解】當(dāng)時(shí),原不等式等價(jià)于.記,則.記,則.因?yàn)椋?,所以在上單調(diào)遞減,且,所以在上單調(diào)遞減,且.因此在上單調(diào)遞減,且,故,因此在上單調(diào)遞減.由洛必達(dá)法則有,即趨向于0時(shí),趨向,即有.故時(shí),不等式對(duì)于恒成立.2.已知函數(shù).(1)若在時(shí)有極值,求函數(shù)的解析式;(2)當(dāng)時(shí),,求的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】小問(wèn)1:由可得的值,進(jìn)而可得表達(dá)式,然后進(jìn)行檢驗(yàn)符合條件即可;小問(wèn)2:根據(jù)題意可得對(duì)于恒成立,令,只需,利用導(dǎo)數(shù)分析的單調(diào)性結(jié)合由洛必達(dá)法則,則最值即可求解.【詳解】(1)因?yàn)?,所以,由在處取極值,得,求得,當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;則在時(shí)有極大值,符合題意,所以;(2)當(dāng)時(shí),,即.①當(dāng)時(shí),;②當(dāng)時(shí),等價(jià)于,也即.記,,則.記,,則,因此在上單調(diào)遞增,且,所以;從而在上單調(diào)遞增,所以,由洛必達(dá)法則有:,即當(dāng)時(shí),,所以,即有,綜上所述,當(dāng),時(shí),成立.3.已知函數(shù).(1)若函數(shù)在點(diǎn)處的切線經(jīng)過(guò)點(diǎn),求實(shí)數(shù)的值;(2)若關(guān)于的方程有唯一的實(shí)數(shù)解,求實(shí)數(shù)的取值范圍.【答案】(1);(2).【分析】(1)求出的導(dǎo)數(shù),求,斜率為,寫(xiě)出切線的方程,再將點(diǎn)點(diǎn)代入切線方程即可求出實(shí)數(shù)的值;(2)易知為方程的根,只需證明當(dāng)和時(shí)原方程均沒(méi)有實(shí)數(shù)解即可,分別討論,當(dāng)時(shí),,,方程的解得情況,以及當(dāng)時(shí),,,方程的解得情況,即可求出實(shí)數(shù)的取值范圍.【詳解】(1),所以在點(diǎn)處的切線的斜率,又,所以切線的方程為:,即,由經(jīng)過(guò)點(diǎn)可得:.(2)易知為方程的根,由題只需說(shuō)明當(dāng)和時(shí)原方程均沒(méi)有實(shí)數(shù)解即可.①當(dāng)時(shí),若,顯然有,而恒成立,此時(shí)方程顯然無(wú)解若,,,令,故在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減故在單調(diào)遞減從而,,此時(shí)方程也無(wú)解.若,由,記,則,設(shè),則有恒成立,所以恒成立,故令在上遞增,在上遞減,可知原方程也無(wú)解由上面的分析可知時(shí),,方程均無(wú)解.②當(dāng)時(shí),若,顯然有,而恒成立,此時(shí)方程顯然無(wú)解若,和①中的分析同理可知此時(shí)方程也無(wú)解.若,由,記,則,由①中的分析知,故在恒成立,從而在上單調(diào)遞增,如果,即,則,要使方程無(wú)解,只需,即有如果,即,此時(shí),方程一定有解,不滿足.由上面的分析知時(shí),,方程均無(wú)解,綜合①②可知,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),方程有唯一解.【點(diǎn)睛】本題主要考查了導(dǎo)數(shù)應(yīng)用,導(dǎo)數(shù)的幾何意義,利用導(dǎo)數(shù)判斷單調(diào)性,函數(shù)方程轉(zhuǎn)化思想,分類(lèi)討論思想,屬于難題.4.已知.(1)求的單調(diào)區(qū)間;(2)若對(duì)任意,不等式恒成立,求的取值范圍.【答案】(1)增區(qū)間為,無(wú)減區(qū)間;(2).【分析】(1)由解析式知定義域?yàn)椋?,令,?yīng)用導(dǎo)數(shù)研究的單調(diào)性,進(jìn)而判斷的單調(diào)區(qū)間;(2)法一:將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為在上恒成立,令,應(yīng)用導(dǎo)數(shù)并結(jié)合分類(lèi)討論的方法研究的單調(diào)性,進(jìn)而求的范圍;法二:將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為在上恒成立,令,應(yīng)用導(dǎo)數(shù)及函數(shù)與方程思想,結(jié)合分類(lèi)討論的方法研究的單調(diào)性,求的范圍;法三:分離常量法得在上恒成立,令應(yīng)用導(dǎo)數(shù)研究的單調(diào)性,求的范圍;【詳解】(1)由解析式知:的定義域?yàn)榍遥?,則∴當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,∴在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,即,∴在上單調(diào)遞增,即的增區(qū)間為,無(wú)減區(qū)間.(2)解法1:直接求導(dǎo),分類(lèi)討論.對(duì)任意,不等式恒成立等價(jià)于對(duì)任意,不等式恒成立.令,則,令,則,由知:,①當(dāng),即時(shí),即,即在上單調(diào)遞減,又,∴時(shí),,即在上單調(diào)遞減,又,∴時(shí),,符合題意.②若,即,當(dāng)時(shí),,∴在單調(diào)遞增,即時(shí),,故不恒成立,不合題意.③若,則恒成立,所以在單調(diào)遞增.∴時(shí),,即在單調(diào)遞增,又時(shí),,即恒成立,不合題意.綜上所述,的取值范圍是.解法2:對(duì)任意,不等式恒成立等價(jià)于對(duì)任意,恒成立.令,則,記,①當(dāng)時(shí),,此時(shí),在單調(diào)遞減,又,所以時(shí),,即對(duì)任意,恒成立.②當(dāng)時(shí),,在上單調(diào)遞增,又,所以時(shí),,即對(duì)任意,恒成立,不符合題意.③時(shí),不等式化為,顯然不成立.④當(dāng)且時(shí),方程的二根為,,若,,,則在單調(diào)遞增,又,所以時(shí),,即不等式不恒成立;若,,則在單調(diào)遞增,又,所以時(shí),,即不等式不恒成立.綜上所述,的取值范圍是.解法3:參數(shù)分離當(dāng),對(duì)任意,不等式恒成立等價(jià)于對(duì)任意,恒成立.記,則,記,則,所以在單調(diào)遞減,又,所以,時(shí),,即,所以在單調(diào)遞減.所以,綜上所述,的取值范圍是.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:(1)由解析式確定函數(shù)定義域,應(yīng)用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)利用導(dǎo)數(shù)研究在某區(qū)間內(nèi)不等式恒成立,綜合應(yīng)用分類(lèi)討論、函數(shù)與方程等思想,以及分離常量法結(jié)合極限思想,求參數(shù)范圍.1.(2023高三·全國(guó)·專(zhuān)題練習(xí))已知函數(shù),,若對(duì)于任意恒成立,求的取值集合.【答案】的取值集合為【分析】以為分界點(diǎn)對(duì)不等式進(jìn)行討論,利用導(dǎo)數(shù)與函數(shù)單調(diào)性的關(guān)系,以及不等式恒成立的條件即可求解.【詳解】恒成立,即.當(dāng)時(shí)顯然成立,即.當(dāng)時(shí),,令,則,令,則,所以遞增,所以,所以在上恒成立.所以在上遞增,根據(jù)洛必達(dá)法則得,,所以.同理,當(dāng)時(shí),.綜上所述,的取值集合為.2.(2023高三·全國(guó)·專(zhuān)題練習(xí))已知函數(shù),若當(dāng)時(shí),恒有成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.【答案】【分析】由題意分離參數(shù)可得,令,對(duì)求導(dǎo),求出的單調(diào)性結(jié)合洛必達(dá)法則求出的最大值.【詳解】∵,∴.∴當(dāng)時(shí),,即單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),,即單調(diào)遞增.若當(dāng)時(shí),恒有成立,即恒有成立.當(dāng)時(shí),不等式恒成立.當(dāng)時(shí),恒有成立,即,令,則.令,則,進(jìn)一步,∴在上單調(diào)遞減,∴.∴在上單調(diào)遞減,∴.即在上恒成立,∴在上單調(diào)遞減.∴,∴.綜上,的取值范圍為.3.(22-23高三·寧夏吳忠·階段練習(xí))已知函數(shù).(1)當(dāng)時(shí),求函數(shù)在點(diǎn)處的切線方程;(2)若且恒成立,求a的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)代入,得到,求出導(dǎo)函數(shù),根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義求得切線的斜率,即可得出答案;(2)因?yàn)?,分離參數(shù)可得.構(gòu)造函數(shù),根據(jù)的導(dǎo)函數(shù),得出的單調(diào)性,進(jìn)而得出函數(shù)的最大值為,即可得出,進(jìn)而得出的取值范圍.【詳解】(1)當(dāng)時(shí),,,可得,故,所以函數(shù)在點(diǎn)處的切線方程為.(2)由已知,所以,由,得.因?yàn)椋陨鲜娇苫癁?令,則,令,則.因?yàn)?,所以,所以為上的減函數(shù),且,故時(shí),,即,所以在上單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,即,所以在在上為單調(diào)遞減.所以,當(dāng)時(shí),取得極大值,也是最大值.則要使在上恒成立,則應(yīng)有.又因?yàn)?,?4.(23-24高二下·貴州六盤(pán)水·期中)已知函數(shù)(1)當(dāng)時(shí),求函數(shù)的最小值;(2),,求的取值范圍.【答案】(1)1(2)【分析】(1)利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性可得最小值;(2)分類(lèi)參數(shù),設(shè),利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的最大值,即可得的取值范圍.【詳解】(1)當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞增,;(2),,,令,,當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞減,,,即的取值范圍是.5.(21-22高三上·江蘇連云港·階段練習(xí))已知,R.(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;(2)若對(duì)任意的,恒成立,求整數(shù)a的最小值.【答案】(1)分類(lèi)討論見(jiàn)解析(2)2【分析】(1)求導(dǎo),分,兩種情況討論導(dǎo)函數(shù)正負(fù),即得解;(2)轉(zhuǎn)化原不等式為在區(qū)間內(nèi)恒成立,令,求導(dǎo)分析單調(diào)性,即得解【詳解】(1)由題意得的定義域?yàn)?,,①時(shí),,在內(nèi)單調(diào)遞減,②時(shí),令得或(舍)當(dāng),單調(diào)遞減當(dāng),,單調(diào)遞增.(2)由題意得,整理得,因?yàn)?,所以原命題等價(jià)于在區(qū)間內(nèi)恒成立,令,則,令,易知在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增,又,,故存在唯一的,使得,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減;故當(dāng)時(shí),函數(shù)有極大值,也即為最大值,,故,又,故,又a為整數(shù),故a的最小整數(shù)值為6.(2021·陜西漢中·模擬預(yù)測(cè))已知函數(shù).(1)若,求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)當(dāng)時(shí),不等式恒成立,求的取值范圍.【答案】(1)單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為.(2).【分析】(1)利用函數(shù)的導(dǎo)數(shù)的符號(hào),判斷函數(shù)的單調(diào)性,即可求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間.(2)將原不等式進(jìn)行參變分離得,然后構(gòu)造函數(shù),從而把不等式問(wèn)題轉(zhuǎn)化為,求大于或等于函數(shù)的最大值問(wèn)題,即可求出的取值范圍.【詳解】(1)依題意,令,得,由,得;由,得,的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為.(2)當(dāng)時(shí),不等式等價(jià)于,設(shè),則,令,得,當(dāng)在區(qū)間內(nèi)變化時(shí),隨的變化情況如下表:0極大值由上表可知,當(dāng)時(shí),函數(shù)在上有唯一極大值,也是其最大值,恒成立等價(jià)于,故的取值范圍是.7.(22-23高三上·北京·階段練習(xí))已知函數(shù).(1)求曲線在點(diǎn)處的切線方程;(2)求證:當(dāng)時(shí),;(3)若對(duì)恒成立,求實(shí)數(shù)k的最大值.【答案】(1)(2)見(jiàn)詳解(3)見(jiàn)詳解【分析】(1)首先求函數(shù)的導(dǎo)數(shù),再代入求的值;(2)首先設(shè)函數(shù),求函數(shù)的導(dǎo)數(shù),利用導(dǎo)數(shù)正負(fù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,求得函數(shù),(3)首先不等式等價(jià)于對(duì)恒成立,參變分離后轉(zhuǎn)化為對(duì)恒成立,利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的最小值,轉(zhuǎn)化為求實(shí)數(shù)的最大值.【詳解】(1)
,即切線的斜率為,又因?yàn)樗郧芯€方程為:,即.(2)令,則,當(dāng)時(shí),設(shè),則所以在單調(diào)遞減,即,所以所以在上單調(diào)遞減,所以,所以.(3)原題等價(jià)于對(duì)恒成立,即對(duì)恒成立,令,則.易知,即在單調(diào)遞增,所以,所以,故在單調(diào)遞減,所以.
綜上所述,的最大值為.8.(22-23高二下·北京·階段練習(xí))已知函數(shù).(1)求在點(diǎn)處的切線方程;(2)求證:當(dāng)時(shí),.(3)若時(shí),恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.【答案】(1)(2)證明見(jiàn)詳解(3)【分析】(1)由題意及導(dǎo)數(shù)的幾何意義先求出和,由點(diǎn)斜式可得解;(2)當(dāng)時(shí),恒成立,等價(jià)于恒成立,構(gòu)造函數(shù),通過(guò)研究的單調(diào)性和最小值即可得證;(3)利用參變分離將原不等式轉(zhuǎn)化為恒成立,再構(gòu)造函數(shù),通過(guò)研究的單調(diào)性和最小值即可得解【詳解】(1)由題意,,又由導(dǎo)數(shù)的幾何意義,,所以在點(diǎn)處的切線方程:,即;(2)當(dāng)時(shí),恒成立,等價(jià)于恒成立,設(shè),則,當(dāng)時(shí),,所以,即在上為增函數(shù),所以,即恒成立,恒成立,所以當(dāng)時(shí),,問(wèn)題得證;(3)若時(shí),恒成立,等價(jià)于恒成立,令,則,令,得,當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,則,故當(dāng)時(shí),原不等式恒成立.【點(diǎn)睛】利用導(dǎo)函數(shù)解不等式常見(jiàn)思路:(1)恒成立問(wèn)題常利用分離參數(shù)法轉(zhuǎn)化為最值求解(2)證明不等式可通過(guò)構(gòu)造函數(shù)轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值問(wèn)題.9.(22-23高三上·江西撫州·期中)已知函數(shù),其中為自然對(duì)數(shù)的底數(shù).(1)討論函數(shù)的單調(diào)性,(2)若,當(dāng)時(shí),恒成立時(shí),求的最大值.(參考數(shù)據(jù):)【答案】(1)答案見(jiàn)解析(2)3【分析】(1)求導(dǎo),討論導(dǎo)函數(shù)的正負(fù)即可;(2)分離參數(shù),當(dāng)時(shí)恒成立即可,設(shè),利用導(dǎo)數(shù)求解單調(diào)性,結(jié)合零點(diǎn)存在性定理,即可求解最值得解.【詳解】(1)由可得.當(dāng)時(shí),恒成立,在單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),令得,所以在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增;綜上所述,當(dāng)時(shí),在單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增.(2)當(dāng)時(shí),成立,當(dāng)時(shí),恒成立即,設(shè),則,令,則,設(shè),當(dāng)時(shí),,故;當(dāng)時(shí),,故,綜上有,故,故為增函數(shù),又,因?yàn)椋?,所以,故存在唯一零點(diǎn)使得,故當(dāng)時(shí)單調(diào)遞減當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,故,又,即,所以設(shè),則,故為增函數(shù),又,所以,所以,故要且為正整數(shù)則的最大值為3.【點(diǎn)睛】利用導(dǎo)數(shù)求解參數(shù)范圍的問(wèn)題的解題常用方法:1、通常要構(gòu)造新函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,求出最值,從而求出參數(shù)的取值范圍;2、利用可分離變量,構(gòu)造新函數(shù),直接把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值問(wèn)題;3、根據(jù)恒成立或有解求解參數(shù)的取值時(shí),一般涉及分離參數(shù)法,但壓軸試題中很少碰到分離參數(shù)后構(gòu)造的新函數(shù)能直接求出最值點(diǎn)的情況,進(jìn)行求解,若參變分離不易求解問(wèn)題,就要考慮利用分類(lèi)討論和放縮法,注意恒成立與存在性問(wèn)題的區(qū)別.10.(2023高三·全國(guó)·專(zhuān)題練習(xí))設(shè)函數(shù),曲線恒與x軸相切于坐標(biāo)原點(diǎn).(1)求
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