洛必达法则解决高考问题
新人教版高中数学《洛必达法则在高考中的应用》精品PPT课件
注意:lim6x 2 为已定式,不能再用洛必达法则。
x1 6 x
例5.若f(x0 )
2
,求lim h0
f(x0
2h) 5h
f(x0
h)
解析:l i m h0
f(
x0
2 h ) 5h
f
( x0
h)
lim 2f(x0
h0
2
h ) 5
f( x0
h)
3 5
f( x0
2a
g(3) 9a 1 0
①若g(1) a 1 0 a 1 时,
g(t)
则 g(t) 在 [1,3]必有唯一零点t0
所以 y(t) 在[1, t0 ] 减,[t0 ,3]增
1 t0 3
又y(1) 0 ,所以 y(t0 ) 0不适合。
②若g(1) a 1 0 a 1时,
若 x (0,),则
ax 1 0 ax 1 x f (x)
a
1 1 ex
1 x
xex ex 1 x(ex 1)
h(x)恒成立。
下面求 h(x),x (0,) 的最小值或最小极限值。
用导数法判断单调性难以解决,所以猜测最小
极限值点在0或 位置,由洛必达法则:
g(x) xe x 2e x x 2 0(x 0)
因为 g(x) xex ex 1 ,g (x) xe x 0
所以 g(x) 在(0,) 增
g(x) g(0) 0 所以 g(x) 在(0,)增
g(x) g(0) 0 h(x) 1
高考培优点 洛必达法则
跟踪训练 1 若∀x∈[1,+∞),不等式 ln x≤mx-1x恒成立,求实数 m 的 取值范围.
当x=1时,不等式恒成立,m∈R;
当 x>1 时,m≥xx2l-n x1恒成立,
令 h(x)=xx2l-n x1,x>1,
则
h′(x)=ln
x+1x2-1-2x·xln x2-12
x=x2-x2lxn2-x-1ln2
4.若条件符合,洛必达法则可连续多次使用,直到求出极限为止.
lim
x→a
gfxx=lxi→ma
gf′′xx=lxi→ma
gf″″xx,如满足条件,可继续使用洛必达法则.
0 题型一 用洛必达法则处理 型函数
0
例 1 设函数 f(x)=2+sincoxs x.如果对任何 x≥0,都有 f(x)≤ax,求 a 的取值 范围.
思维升华
∞
∞
用洛必达法则处理∞型函数的步骤:(1)分离变量;(2)出现∞型式子;(3)运
用洛必达法则求值.
跟踪训练2 已知函数f(x)=2ax3+x.当x∈(1,+∞)时,恒有f(x)>x3-a, 求a的取值范围.
当x∈(1,+∞)时,f(x)>x3-a恒成立,
即2ax3+x>x3-a恒成立,
12
且 h(x)>h(0)=0,所以 g′(x)=hxx2>0,
从而 g(x)=ex-x 1在(0,+∞)上单调递增,
所以 a≤lim x→0
ex-1 x.
由洛必达法则得lim x→0
g(x)=lim x→0
ex-x 1=lxi→m0
e1x=1,
即当x→0时,g(x)→1,所以g(x)>1,即有a≤1.
例析洛必达法则在解高考导数题中的运用
例析洛必达法则在解高考导数题中的运用2014年全国高考数学试题中,有许多与函数的综合运用有关的考题,其中涉及到恒成立问题和有解问题,而这些问题几乎都需要求解参数的取值范围。
解决这类问题的方式有两种,一种是选主元法,另一种是分离参数法。
分离参数法的优点在于将函数关系由隐变显,避免了繁琐的分类讨论,因此备受教师和学生的喜爱。
然而,在实际应用中,有时函数在某点处的极限难以求出,导致解答中途失败。
但是,利用高等数学中的洛必达法则,这些问题就可以迎刃而解。
洛必达法则是一种通过求导和求极限来确定未定式值的方法。
当x趋于某一点a时,若f(x)和g(x)都趋于零(或无穷大),且f'(x)和g'(x)都存在且g'(x)不为零,则可以使用洛必达法则。
在使用时需要注意两点:一是要检查函数极限是否满足∞/∞或0/0型;二是可以连续使用多次。
以2014年陕西高考数学试题为例,其中一道压轴试题涉及到分离参数法和洛必达法则的应用。
在求解过程中,需要使用洛必达法则来解决函数在某点处的极限问题,从而得到最终的答案。
这表明,在解决高考数学导数题时,洛必达法则的应用是非常重要的。
已知函数$f(x)=(1+x)\ln(1+x)-x\ln(1+x)$,其中$x>0$。
1)设$h(x)=\frac{f(x)}{x^2}$,求$h(x)$在$(0,+\infty)$上的单调性和最小值;2)设$a=\min\{h(x)\}$,求$a$的取值范围。
解:1)首先求出$h(x)$的导数$h'(x)$:h'(x)=\frac{f'(x)x^2-2xf(x)}{x^4}=\frac{x\ln(1+x)}{(1+x)^2}$$由于$x>0$,所以$h'(x)>0$,即$h(x)$在$(0,+\infty)$上单调递增。
接下来求$h(x)$的最小值:h'(x)=0\Rightarrow x=0\text{或}x=e-1$$当$x=e-1$时,$h(x)$取得最小值:h(e-1)=\frac{(e-1)\ln e}{e^2}=\frac{1-e^{-1}}{e}$$2)由于$f(0)=0$,所以$h(0)=0$。
【优质文档】用洛必达定理来解决高考压轴题
e
2x
lim
x0
e
2
1
,
2
故a 1 2
综上,知 a 的取值范围为
1 ,
。
2
2 .( 20XX 年全国新课标理)已知函数,曲线
y f ( x) 在点 (1, f (1))处的切线方程为
x 2y 3 0。 (Ⅰ)求 a 、 b 的值; (Ⅱ)如果当 x 0 ,且 x 1 时, f ( x) ln x k ,求 k 的取值范围。 x1 x
原解:(Ⅰ) f '( x)
( x 1 ln x) x
b
( x 1)2
x2
由于直线 x 2 y 3 0 的斜率为
1
,且过点
(1,1),故
2
f (1) 1,
f '(1)
1即 ,
2
b 1,
a
1
b
,
2
2
解得 a 1, b 1。
ln x 1
(Ⅱ)由(Ⅰ)知 f ( x)
,所以
x1 x
ln x k 1
(k 1)(x2 1)
,1
2
原解在处理第( II )时较难想到,现利用洛必达法则处理如下:
另解 :( II )当 x 0 时, f (x) 0,对任意实数 a,均在 f (x) 0 ;
x
e 当 x 0时, f (x) 0等价于 a
x1
2
x
x
令
gx
e x1 2
(x>0),
则
x
g ( x)
x
x
xe 2e x 2
3
x
,令
x
x
h x xe 2e x
洛必达法则(简版)
导数结合洛必达法则巧解高考压轴题洛必达法则:设函数()f x 、()g x 满足:(1)lim ()lim ()0x ax a f x g x →→==; (2)在()U a 内,()f x '和()g x '都存在,且()0g x '≠;(3)()lim()x a f x A g x →'=' (A 可为实数,也可以是±∞). 则()()lim lim ()()x a x a f x f x A g x g x →→'==' 例1、(2011新课标理)已知函数ln ()1a x b f x x x =++,曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程为230x y +-=.(Ⅰ)求a 、b 的值; (Ⅱ)如果当0x >,且1x ≠时,ln ()1x k f x x x >+-,求k 的取值范围.例2(2010新课标理)设函数2()1x f x e x ax =---.(Ⅰ)若0a =,求()f x 的单调区间;(Ⅱ)当0x ≥时,()0f x ≥,求a 的取值范围.例3、若不等式3sin x x ax >-对于(0,)2x π∈恒成立,求a 的取值范围 例4、(2010海南宁夏文)已知函数2()(1)x f x x e ax =--. (Ⅰ)若()f x 在1x =-时有极值,求函数()f x 的解析式;(Ⅱ)当0x ≥时,()0f x ≥,求a 的取值范围.例5、(2010全国大纲理)设函数()1xf x e -=-. (Ⅰ)证明:当1x >-时,()1x f x x ≥+;(Ⅱ)设当0x ≥时,()1x f x ax ≤+,求a 的取值范围.例6、(2008年全国2理)设函数sin ()2cos xf x x =+. (Ⅰ)求()f x 的单调区间;(Ⅱ)如果对任何0x ≥,都有()f x ax ≤,求a 的取值范围.课后练习:1.(2006年全国理2)设函数f (x )=(x +1)ln(x +1),若对所有的x ≥0,都有f (x )≥ax 成立,求实数a 的取值范围.2.(2006全国理1)已知函数()11ax x f x e x -+=-.(Ⅰ)设0a >,讨论()y f x =的单调性;(Ⅱ)若对任意()0,1x ∈恒有()1f x >,求a 的取值范围.3.(2007全国理1)设函数()e e x x f x -=-.(Ⅰ)证明:()f x 的导数()2f x '≥;(Ⅱ)若对所有0x ≥都有()f x ax ≥,求a 的取值范围.4.(2008辽宁理)设函数ln ()ln ln(1)1x f x x x x =-+++.⑴求()f x 的单调区间和极值; ⑵是否存在实数a ,使得关于x 的不等式()f x a …的解集为(0,)+∞?若存在,求a 的取值范围;若不存在,试说明理由.5.(2010新课标文)已知函数2()(1)x f x x e ax =--.(Ⅰ)若()f x 在1x =-时有极值,求函数()f x 的解析式;(Ⅱ)当0x ≥时,()0f x ≥,求a 的取值范围.6、若不等式3sin x x ax >-对于(0,)2x π∈恒成立,求a 的取值范围.。
2023年高考数学复习:洛必达法则
lim
x→0+
ex2-x 1=xl→ im0+
e2x=12,故 a≤12.
综上,实数 a 的取值范围是-∞,12.
则h′(x)=xex-ex+1,
记φ(x)=h′(x),则φ′(x)=xex>0,
∴h′(x)在(0,+∞)上单调递增,h′(x)>h′(0)=0,
∴h(x)在(0,+∞)上单调递增,h(x)>h(0)=0,
∴g′(x)>0,g(x)在(0,+∞)上单调递增.
由洛必达法则知
lim
x→0+
ex-xx2-1=
gf′′xx=A(可连续使用).
例 已知函数f(x)=x2ln x-a(x2-1),a∈R.若当x≥1时,f(x)≥0恒成立, 求实数a的取值范围.
解 方法一 由f(x)=x2ln x-a(x2-1)≥0,
当x=1时,不等式成立,
当 x>1 时,a≤xx22-ln 1x, 令 g(x)=xx22-ln 1x(x>1),则 g′(x)=xx2- x21--122ln x,
因为 x>1,则(x2-1-2ln x)′=2x-2x>0,
故y=x2-1-2ln x在(1,+∞)上单调递增,
则y=x2-1-2ln x>0,
故
g′(x)=xx2- x21--122ln
x >0.
所以g(x)在(1,+∞)上单调递增.
则 g(x)>g(1),由洛必达法则知lim x→1
x2ln x x2-1
2 a 1
所以f(x)min=f( e 2 )
2 a 1
=(e 2
)2·2a2-1-a[( e
2a1 2
洛必达法则在高考解答题中的应用(高二下)
洛必达法则在高考解答题中的应用(高二下)-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN导数结合洛必达法则巧解高考压轴题一.洛必达法则:法则1.若函数)(x f 和)(x g 满足下列条件:(1) ()lim 0x a f x →= 及()lim 0x ag x →=; (2)在点a 的去心邻域内,)(x f 与)(x g 可导且0)('≠x g ;(3)()()lim x a f x l g x →'=',那么 ()()lim x a f x g x →=()()lim x a f x l g x →'='. 法则2.若函数)(x f 和)(x g 满足下列条件:(1) ()lim x a f x →=∞及()lim x a g x →=∞;(2)在点a 的去心邻域内,)(x f 与)(x g 可导且0)('≠x g ;(3)()()lim x a f x l g x →'=',那么 ()()lim x a f x g x →=()()lim x a f x l g x →'='. 利用洛必达法则求未定式的极限是微分学中的重点之一,在解题中应注意: ○1将上面公式中的a x →,∞→x 换成+∞→x ,-∞→x ,+→a x ,-→a x 洛必达法则也成立.○2洛必达法则可处理00,∞∞,0⋅∞,∞1,0∞,00,∞-∞型. ○3在着手求极限以前,首先要检查是否满足00,∞∞,0⋅∞,∞1,0∞,00,∞-∞型定式,否则滥用洛必达法则会出错.当不满足三个前提条件时,就不能用洛必达法则,这时称洛必达法则不适用,应从另外途径求极限. ○4若条件符合,洛必达法则可连续多次使用,直到求出极限为止. 二.高考例题讲解1. 函数2()1x f x e x ax =---.(Ⅰ)若0a =,求()f x 的单调区间;(Ⅱ)若当0x ≥时()0f x ≥,求实数a 的取值范围.2. 已知函数xb x x a x f ++=1ln )(,曲线()y f x =在点))1(,1(f 处的切线方程为230x y +-=.(Ⅰ)求a 、b 的值;(Ⅱ)如果当0x >,且1x ≠时,ln ()1x k f x x x>+-,求k 的取值范围. 3.若不等式3sin ax x x ->对于)2,0(π∈x 恒成立,求实数a 的取值范围. 4.设函数xx x f cos 2sin )(+=。
洛必达法则在高考解答题中的应用
一.洛必达法例:法例 1. 若函数f (x)和g (x)知足以下条件: (1) lim f x0 及 lim g x0 ;x a x a(2) 在点a的去心邻域内, f (x) 与 g(x) 可导且 g '( x)0 ;f xl ,那么f x f xl .(3) lim lim= limx a g x x a g x x a g x法例 2. 若函数f (x)和g (x)知足以下条件: (1)lim f x及 lim g x;x a x a(2) 在点a的去心邻域内, f (x) 与 g(x)可导且 g' ( x)0 ;f xl ,那么f x f xl .(3) lim lim= limx a g x x a g x x a g x利用洛必达法例求不决式的极限是微分学中的要点之一,在解题中应注意:○1 将上边公式中的x a , x换成 x, x, x a, x a 洛必达法例也建立.○2 洛必达法例可办理0 ,, 0, 1,, 00,型.0 ,○3 在着手求极限从前,第一要检查能否知足,0, 1 ,0,00,型定式,不然滥用洛必达法例会犯错.当不知足三个前提条件时,就不可以用洛必达法例,这时称洛必达法例不合用,应从此外门路求极限.○4 若条件切合,洛必达法例可连续多次使用,直到求出极限为止.二.高考例题解说1.函数 f ( x)e x 1 x ax2.(Ⅰ)若 a0 ,求 f ( x)的单一区间;(Ⅱ)若当 x0 时f ( x)0 ,务实数 a 的取值范围.2. 已知函数aln x by f (x) 在点(1, f (1))处的切线方程为f ( x)1,曲线x xx 2 y 30 .(Ⅰ)求 a 、b的值;(Ⅱ)假如当 x0 ,且 x 1时, f ( x)ln x k,求 k 的取值范围.x 1x3. 若不等式sin x x ax3关于x (0,) 恒建立,务实数 a 的取值范围.24. 设函数 f ( x)sin x 。
用洛必达法则巧解高考数学压轴题-李文星
用洛必达法则巧解高考教学压轴题甘肃省永昌县第一髙级中学(737200)李文星•现在许多省市的高考试卷的压轴题都是导数的应用问题,其中求参数的取值范围问题就是一类重点考査的题型.这类题型学生容易想到用分离参数的方法解决,但这种方法往往讨论多样、过于繁杂,学生掌握起来非常困难.原因是出现了3”型的式子,而这就是大学数学中的待定型问题.解决这类问题的有效方法就是洛必达法则,现给出供读者参考.一、洛必达法則简介法则:若函数/■(,)和g(x)满足下列条件:(1 )lim/{x) =0 及limg(x) =0;x—*a r—HI(2)在点G的去心邻域内JG)与gG)可导且,G) 部;⑶若或今。
'则回捋=崂齧顼.二、洛比达法则应用例1设函数/<x)=l-e*.(1)证明:当*〉-1 时土;(2)设当时/(%) W亠r,求a的取值范围.说明此题(2)的标准解答技巧性很强,略显突兀, 学生普遍反映能看懂但想不到.能否有更好更自然的解答思路呢?用洛必达法则来处理可达到事半功倍的效果.解(1)略.(2)由题设*N0,此时/(x) ^0.①当亦0时,若■>■,则二^7<0/(,)〈詬%a ax ± I ax + L 不成立;②当Q二。
时/(%) W—Qi 在4G [0, +ax + 18 )上成立;% e* 1③当a > 0 时J(%) W - <=>a W - -- =a W' ox +1 e 1 xI e* I x f设"=片-+,")=弋艺措“ 设g(x) = - e,x2 + e* -2e* + 1,则g(0) =O,g'(.x)= e'( -x2-2x+ 2e* -2).令h(x) - -x2 -2x +2e,-2.当%>0 时,"(x) =2(^-x-1) ,h"(x)=2(e, -1) >0,.•&(«)是增函数,h'(x) >h'(0) =0"⑴是增函数,.*• h(x) > A(0) =0. g(x)在[0, + 8 )上是增函数,g(x)mg(0)=0. .•.F'S)mo,F(*)在[o, + 8)上是增函数. '由洛比达法则可得,WmF(x)=甄"'m'.t l = xe -Xlim ―- = lim^,+Xe,=。
洛必达法则在2024年高考中的应用
首先,在心理学考试中,有一道题目是关于人们在面临压力时的反应。
题目问:“当人们面临压力时,他们会表现出什么样的行为?”选择题选项包括直接逃避、积极应对、寻求支持和消沉。
根据洛必达法则,人们的行为往往是对内在需要和外在环境的综合反应。
在面临压力时,不同的人会有不同的应对方式,有些人会选择逃避,有些人会积极应对,有些人会寻求支持,而有些人会消沉。
这道题目考察了学生对洛必达法则的理解和应用。
其次,在社会学考试中,有一道题目是关于个人选择与社会期望的关系。
题目问:“个人选择受到社会期望的影响吗?如果有,如何解释这种现象?”根据洛必达法则,人们的行为往往受到社会期望的影响。
社会期望是一种外在环境因素,它对个人的行为有一定的引导作用。
人们在做出选择时往往会考虑社会期望,尽量符合社会的标准和价值观。
这道题目考察了学生对洛必达法则在社会领域的应用。
最后,在经济学考试中,有一道题目是关于人们在购买决策中的行为模式。
题目问:“人们在购买决策中会考虑哪些因素?请结合洛必达法则解释。
”根据洛必达法则,人们在购买决策中往往会同时考虑内在因素和外在环境。
内在因素包括个人需求、喜好和价值观,外在环境包括信息获取和社会影响。
人们在购买决策中会考虑自己的需求和偏好,并尝试获得更多的信息来做出决策,同时也会受到社会的影响。
这道题目考察了学生对洛必达法则在经济领域的应用。
总结来说,在2024年高考中,洛必达法则被应用于心理学、社会学和经济学等科目,用来解释人类行为的模式和机制。
这些题目考察了学生对洛必达法则的理解和应用能力,同时也拓宽了学生的思维和知识面。
洛必达法则巧解高考压轴题
= ,
洛必 达 法则 的妙 用
例 题 (2017年 全 国 卷 Ⅲ )已 知 函 数 f( )
一
洛必 达 法则简 介
法 则 1 若 函 数 f(x)和 g(z)满 足 下 列
条 件 :(1) limf (z)- 二 0 ) ̄ limg(z)一 0,(2)在
一 z一 1~ 。1n 。若 厂( )≥ o,求 。 的 值 。 . 洛 必 达 法 则 解 法 :,( )一 一 1一 aln z
知 识 篇 学 习发 现 与 思 考 黼— 高二 数 学 2018年 2月 鼹
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涪 c21洁 Ij巧弼 高考 压 轴题
一郑 州市 第十一 中学 1805班 赵 文博
从 近 年 高 考 看 ,导 数 及 其 应 用 作 为 高 中 数 学 与 高 等 数 学 的 衔 接 点 已 成 为 高 考 考 查 的 重 要 内 容 ,压 轴 题 也 常 以 导 数 的 形 式 出 现 ,含 参 不 等 式 恒 成 立 问 题 更 是 经 常 出 现 ,成 为 我 们 取 得 优 异 成 绩 的 拦 路 虎 。 解 决 这 类 问 题 , 分 离 参 数 法 是 个 很 好 的 选 择 ,洛 必 达 法 则 在 其 中 有 妙 用 。
’ 。’
’ ’’’ … …
…
…
’…
…
…
’’ 一
样 ,要 具 体 问 题 具 体 分 析 ,而 分 离 参 数 法 结 合
洛 必 达 法 则 求 参 数 范 围 是 其 中 一 条 捷 径 。 这
也 启 发 我 们 在 学 习 中 要 善 于 思 考 和 总 结 ,这
样才容易取得成功 。
一
导数结合洛必达法则巧解高考压轴题
设函数f(x)=(x+1)ln(x+1),若对所有的x≥0,都有f(x)≥ax成立,求实数a的取值范围.解析:解法1:令g(x)=(x+1)ln(x+1)-ax,对函数g(x)求导数:g′(x)=ln(x+1)+1-a,令g′(x)=0,解得x=ea-1-1.(1)当a≤1时,对所有x>0,g′(x)>0,所以g(x)在[0,+∞)上是增函数.又g(0)=0,所以对x≥0,有g(x)≥g(0),即当a≤1时,对于所有x≥0,都有f(x)≥ax.(2)当a>1时,对于0<x<ea-1-1,g′(x)<0,所以g(x)在(0,ea-1-1)是减函数.又g(0)=0,所以对0<x<ea-1-1,有g(x)<g(0),即f(x)<ax.所以当a>1时,不是对所有的x≥0,都有f(x)≥ax成立.综上a的取值范围是(-∞,1].解法2:令g(x)=(x+1)ln(x+1)-ax,于是不等式f(x)≥ax成立即为g(x)≥g(0)成立.对g(x)求导数得g′(x)=ln(x+1)+1-a,令g′(x)=0,解得x=ea-1-1,当x>ea-1-1时,g′(x)>0,g(x)为增函数,当-1<x<ea-1-1时,g′(x)<0,g(x)为减函数.要对所有x≥0都有g(x)≥g(0)充要条件为ea-1-1≤0.由此得a≤1,即a的取值范围是(-∞,1].1.231 1, 1!2!3!!(1)!n nx x x x x x xe en nθ+ =+++++++其中(01)θ<<;2.231ln(1)(1),2!3!!nnnx x xx x Rn-+=-+-+-+其中111(1)()(1)!1nn nnxRn xθ++=-++;3.35211sin(1)3!5!(21)!kkn x x xx x Rk--=-+-+-+-其中21(1)cos(21)!kknxR xkθ+=-+;4.24221cos1(1)2!4!(22)!kkn x x xx Rk--=-+-+-+-其中2(1)cos(2)!kknxR xkθ=-;已知函数ln ()1a x b f x x x=++,曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程为230x y +-=. (Ⅰ)求a 、b 的值; (Ⅱ)如果当0x >,且1x ≠时,ln ()1x k f x x x >+-,求k 的取值范围. (Ⅰ)略解得1a =,1b =.(Ⅱ)方法一:分类讨论、假设反证法由(Ⅰ)知ln 1()1x f x x x =++,所以22ln 1(1)(1)()()(2ln )11x k k x f x x x x x x---+=+--. 考虑函数()2ln h x x =+2(1)(1)k x x--(0)x >,则22(1)(1)2'()k x x h x x -++=. (i)当0k ≤时,由222(1)(1)'()k x x h x x +--=知,当1x ≠时,'()0h x <.因为(1)0h =, 所以当(0,1)x ∈时,()0h x >,可得21()01h x x ⋅>-;当(1,)x ∈+∞时,()0h x <,可得 21()01h x x ⋅>-,从而当0x >且1x ≠时,ln ()()01x k f x x x -+>-,即ln ()1x k f x x x>+-; (ii )当01k <<时,由于当1(1,)1x k∈-时,2(1)(1)20k x x -++>,故'()0h x >,而(1)0h =,故当1(1,)1x k ∈-时,()0h x >,可得21()01h x x ⋅<-,与题设矛盾. (iii )当1k ≥时, '()0h x >,而(1)0h =,故当(1,)x ∈+∞时,()0h x >,可得21()01h x x⋅<-,与题设矛盾.综上可得,k 的取值范围为(0]-∞,.当0x >,且1x ≠时,ln ()1x k f x x x >+-,即ln 1ln 11x x k x x x x+>++-, 也即2ln 1ln 2ln 1111x x x x x x k x x x x <+-=++--,记22ln ()11x x g x x =+-,0x >,且1x ≠ 则2222222222(1)ln 2(1)2(1)1'()=(ln )(1)(1)1x x x x x g x x x x x ++-+-=+--+, 记221()ln 1x h x x x -=++,则22222214(1)'()+=0(1+)(1+)x x h x x x x x --=>, 从而()h x 在(0,)+∞上单调递增,且(1)0h =,因此当(0,1)x ∈时,()0h x <,当(1,)x ∈+∞时,()0h x >;当(0,1)x ∈时,'()0g x <,当(1,)x ∈+∞时,'()0g x >,所以()g x 在(0,1)上单调递减,在(1,)+∞上单调递增.由洛必达法则有2211112ln 2ln 2ln 2lim ()lim(1)1lim 1lim 0112x x x x x x x x x g x x x x→→→→+=+=+=+=---, 即当1x →时,()0g x →,即当0x >,且1x ≠时,()0g x >.因为()k g x <恒成立,所以0k ≤.综上所述,当0x >,且1x ≠时,ln ()1x k f x x x >+-成立,k 的取值范围为(0]-∞,.设函数2()1x f x e x ax =---.(Ⅰ)若0a =,求()f x 的单调区间;(Ⅱ)当0x ≥时,()0f x ≥,求a 的取值范围.应用洛必达法则和导数(Ⅱ)当0x ≥时,()0f x ≥,即21x e x ax --≥.①当0x =时,a R ∈;②当0x >时,21x e x ax --≥等价于21x e x a x --≤. 记21()x e x g x x --= (0+)x ∈∞,,则3(2)2'()x x e x g x x-++=. 记()(2)2x h x x e x =-++ (0+)x ∈∞,,则'()(1)1xh x x e =-+,当(0+)x ∈∞,时,''()0x h x x e =>,所以'()(1)1x h x x e =-+在(0+)∞,上单调递增,且'()'(0)0h x h >=,所以()(2)2xh x x e x =-++在(0+)∞,上单调递增,且()(0)0h x h >=,因此当(0+)x ∈∞,时,3()'()0h x g x x =>,从而21()x e x g x x --=在(0+)∞,上单调递增. 由洛必达法则有,20000111lim ()lim lim lim 222x x x x x x x e x e e g x x x →→→→---==== 即当0x →时,1()2g x →,所以当(0+)x ∈∞,时,所以1()2g x >,因此12a ≤.综上所述,当12a ≤且0x ≥时,()0f x ≥成立.若不等式3sin x x ax >-对于(0,)2x π∈恒成立,求a 的取值范围. 应用洛必达法则和导数 当(0,)2x π∈时,原不等式等价于3sin x x a x->. 记3sin ()x x f x x -=,则43sin cos 2'()x x x x f x x --=. 记()3sin cos 2g x x x x x =--,则'()2cos sin 2g x x x x =+-.因为''()cos sin cos (tan )g x x x x x x x =-=-,'''()sin 0g x x x =-<,所以''()g x 在(0,)2π上单调递减,且''()0g x <, 所以'()g x 在(0,)2π上单调递减,且'()0g x <.因此()g x 在(0,)2π上单调递减, 且()0g x <,故4()'()0g x f x x =<,因此3sin ()x x f x x -=在(0,)2π上单调递减. 由洛必达法则有3200000sin 1cos sin cos 1lim ()lim lim lim lim 3666x x x x x x x x x x f x x x x →→→→→--=====, 即当0x →时,1()6g x →,即有1()6f x <. 故16a ≥时,不等式3sin x x ax >-对于(0,)2x π∈恒成立. 通过以上例题的分析,我们不难发现应用洛必达法则解决的试题应满足:① 可以分离变量;②用导数可以确定分离变量后一端新函数的单调性;② 现“00”型式子.2010海南宁夏文(21)已知函数2()(1)x f x x e ax =--.(Ⅰ)若()f x 在1x =-时有极值,求函数()f x 的解析式;(Ⅱ)当0x ≥时,()0f x ≥,求a 的取值范围.解:(Ⅰ)略(Ⅱ)应用洛必达法则和导数当0x ≥时,()0f x ≥,即2(1)x x e ax -≥.①当0x =时,a R ∈;②当0x >时,2(1)x x e ax -≥等价于1xe ax -≥,也即1x e a x -≤. 记1()x e g x x-=,(0,)x ∈+∞,则(1)1'()x x e g x x -+=. 记()(1)1x h x x e =-+,(0,)x ∈+∞,则'()0x h x x e =>,因此()(1)1x h x x e =-+在(0,)+∞上单调递增,且()(0)0h x h >=,所以()'()0h x g x x =>,从而1()x e g x x-=在(0,)+∞上单调递增.由洛必达法则有0001lim ()lim lim 11x xx x x e e g x x→→→-===, 即当0x →时,()1g x →所以()1g x >,即有1a ≤.综上所述,当1a ≤,0x ≥时,()0f x ≥成立.2010全国大纲理(22)设函数()1x f x e -=-.(Ⅰ)证明:当1x >-时,()1x f x x ≥+; (Ⅱ)设当0x ≥时,()1x f x ax ≤+,求a 的取值范围. 解:(Ⅰ)略(Ⅱ)应用洛必达法则和导数由题设0x ≥,此时()0f x ≥.①当0a <时,若1x a >-,则01x ax <+,()1x f x ax ≤+不成立; ②当0a ≥时,当0x ≥时,()1x f x ax ≤+,即11x x e ax --≤+; 若0x =,则a R ∈; 若0x >,则11x x e ax --≤+等价于111x e x ax --≤+,即1x x x xe e a xe x-+≤-. 记1()x x x xe e g x xe x -+=-,则2222221'()=(2)()()x x x x x x x x e x e e e g x e x e xe x xe x ---+=--+--. 记2()2x x h x e x e -=--+,则'()2x x h x e x e -=--,''()+20x x h x e e -=->.因此,'()2x x h x e x e -=--在(0)+∞,上单调递增,且'(0)0h =,所以'()0h x >, 即()h x 在(0)+∞,上单调递增,且(0)0h =,所以()0h x >. 因此2'()=()0()xx e g x h x xe x >-,所以()g x 在(0)+∞,上单调递增. 由洛必达法则有000011lim ()lim lim lim 122x x x x x x x x x x x x x x xe e xe e xe g x xe x e xe e xe →→→→-++====-+-+,即当0x →时, 1()2g x →,即有1()2g x >,所以12a ≤.综上所述,a 的取值范围是1(,]2-∞.设函数sin ()2cos x f x x=+. (Ⅰ)求()f x 的单调区间;(Ⅱ)如果对任何0x ≥,都有()f x ax ≤,求a 的取值范围.解:(Ⅰ)22(2cos )cos sin (sin )2cos 1()(2cos )(2cos )x x x x x f x x x +--+'==++. 当2π2π2π2π33k x k -<<+(k ∈Z )时,1cos 2x >-,即()0f x '>; 当2π4π2π2π33k x k +<<+(k ∈Z )时,1cos 2x <-,即()0f x '<.因此()f x 在每一个区间2π2π2π2π33k k ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭,(k ∈Z )是增函数, ()f x 在每一个区间2π4π2π2π33k k ⎛⎫++ ⎪⎝⎭,(k ∈Z )是减函数. (Ⅱ)应用洛必达法则和导数sin ()2cos x f x ax x=≤+ 若0x =,则a R ∈; 若0x >,则sin 2cos x ax x ≤+等价于sin (2cos )x a x x ≥+,即sin ()(2cos )x g x x x =+ 则222cos 2sin sin cos '()(2cos )x x x x x x g x x x --+=+. 记()2cos 2sin sin cos h x x x x x x x =--+,2'()2cos 2sin 2cos cos212sin cos212sin 2sin 2sin (sin )h x x x x x x x x x x x x x x x =---+=--+=-=-因此,当(0,)x π∈时,'()0h x <,()h x 在(0,)π上单调递减,且(0)0h =,故'()0g x <,所以()g x 在(0,)π上单调递减, 而000sin cos 1lim ()lim lim (2cos )2+cos sin 3x x x x x g x x x x x x →→→===+-. 另一方面,当[,)x π∈+∞时,sin 111()(2cos )3x g x x x x π=≤≤<+,因此13a ≥.。
导数结合洛必达法则巧解高考压轴题
设函数f(x)=(x+1)ln(x+1),若对所有的x≥0,都有f(x)≥ax成立,求实数a的取值范围.解析:解法1:令g(x)=(x+1)ln(x+1)-ax,对函数g(x)求导数:g′(x)=ln(x+1)+1-a,令g′(x)=0,解得x=ea-1-1.(1)当a≤1时,对所有x>0,g′(x)>0,所以g(x)在[0,+∞)上是增函数.又g(0)=0,所以对x≥0,有g(x)≥g(0),即当a≤1时,对于所有x≥0,都有f(x)≥ax.(2)当a>1时,对于0<x<ea-1-1,g′(x)<0,所以g(x)在(0,ea-1-1)是减函数.又g(0)=0,所以对0<x<ea-1-1,有g(x)<g(0),即f(x)<ax.所以当a>1时,不是对所有的x≥0,都有f(x)≥ax成立.综上a的取值范围是(-∞,1].解法2:令g(x)=(x+1)ln(x+1)-ax,于是不等式f(x)≥ax成立即为g(x)≥g(0)成立.对g(x)求导数得g′(x)=ln(x+1)+1-a,令g′(x)=0,解得x=ea-1-1,当x>ea-1-1时,g′(x)>0,g(x)为增函数,当-1<x<ea-1-1时,g′(x)<0,g(x)为减函数.要对所有x≥0都有g(x)≥g(0)充要条件为ea-1-1≤0.由此得a≤1,即a的取值范围是(-∞,1].1.231 1, 1!2!3!!(1)!n nx x x x x x xe en nθ+ =+++++++其中(01)θ<<;2.231ln(1)(1),2!3!!nnnx x xx x Rn-+=-+-+-+其中111(1)()(1)!1nn nnxRn xθ++=-++;3.35211sin(1)3!5!(21)!kkn x x xx x Rk--=-+-+-+-其中21(1)cos(21)!kknxR xkθ+=-+;4.24221cos1(1)2!4!(22)!kkn x x xx Rk--=-+-+-+-其中2(1)cos(2)!kknxR xkθ=-;已知函数ln()1a x bf xx x=++,曲线()y f x=在点(1,(1))f处的切线方程为230x y+-=.(Ⅰ)求a、b的值;(Ⅱ)如果当0x>,且1x≠时,ln()1x kf xx x>+-,求k的取值范围.(Ⅰ)略解得1a=,1b=.(Ⅱ)方法一:分类讨论、假设反证法由(Ⅰ)知ln1()1xf xx x=++,所以22ln1(1)(1)()()(2ln)11x k k xf x xx x x x---+=+--.考虑函数()2lnh x x=+2(1)(1)k xx--(0)x>,则22(1)(1)2'()k x xh xx-++=.(i)当0k≤时,由222(1)(1)'()k x xh xx+--=知,当1x≠时,'()0h x<.因为(1)0h=,所以当(0,1)x ∈时,()0h x >,可得21()01h x x⋅>-;当(1,)x ∈+∞时,()0h x <,可得21()01h x x ⋅>-,从而当0x >且1x ≠时,ln ()()01x k f x x x -+>-,即ln ()1x kf x x x>+-; (ii )当01k <<时,由于当1(1,)1x k∈-时,2(1)(1)20k x x -++>,故'()0h x >,而(1)0h =,故当1(1,)1x k ∈-时,()0h x >,可得21()01h x x⋅<-,与题设矛盾. (iii )当1k ≥时, '()0h x >,而(1)0h =,故当(1,)x ∈+∞时,()0h x >,可得21()01h x x⋅<-,与题设矛盾.综上可得,k 的取值范围为(0]-∞,. 当0x >,且1x ≠时,ln ()1x k f x x x >+-,即ln 1ln 11x x kx x x x+>++-,也即2ln 1ln 2ln 1111x x x x x x k x x x x <+-=++--,记22ln ()11x xg x x =+-,0x >,且1x ≠则2222222222(1)ln 2(1)2(1)1'()=(ln )(1)(1)1x x x x x g x x x x x ++-+-=+--+, 记221()ln 1x h x x x -=++,则22222214(1)'()+=0(1+)(1+)x x h x x x x x --=>, 从而()h x 在(0,)+∞上单调递增,且(1)0h =,因此当(0,1)x ∈时,()0h x <,当(1,)x ∈+∞时,()0h x >;当(0,1)x ∈时,'()0g x <,当(1,)x ∈+∞时,'()0g x >,所以()g x 在(0,1)上单调递减,在(1,)+∞上单调递增. 由洛必达法则有2211112ln 2ln 2ln 2lim ()lim(1)1lim 1lim 0112x x x x x x x x x g x x x x→→→→+=+=+=+=---, 即当1x →时,()0g x →,即当0x >,且1x ≠时,()0g x >.因为()k g x <恒成立,所以0k ≤.综上所述,当0x >,且1x ≠时,ln ()1x kf x x x>+-成立,k 的取值范围为(0]-∞,. 设函数2()1x f x e x ax =---.(Ⅰ)若0a =,求()f x 的单调区间;(Ⅱ)当0x ≥时,()0f x ≥,求a 的取值范围. 应用洛必达法则和导数(Ⅱ)当0x ≥时,()0f x ≥,即21x e x ax --≥.①当0x =时,a R ∈;②当0x >时,21xe x ax --≥等价于21x e xa x --≤.记21()x e x g x x --= (0+)x ∈∞,,则3(2)2'()x x e x g x x-++=. 记()(2)2x h x x e x =-++ (0+)x ∈∞,,则'()(1)xh x x e =-+,当(0+)x ∈∞,时,''()0x h x x e =>,所以'()(1)1x h x x e =-+在(0+)∞,上单调递增,且'()'(0)0h x h >=,所以()(2)2x h x x e x =-++在(0+)∞,上单调递增,且()(0)0h x h >=,因此当(0+)x ∈∞,时,3()'()0h x g x x=>,从而21()x e x g x x --=在(0+)∞,上单调递增. 由洛必达法则有,即当0x →时,1()2g x →,所以当(0+)x ∈∞,时,所以1()2g x >,因此12a ≤. 综上所述,当12a ≤且0x ≥时,()0f x ≥成立.若不等式3sin x x ax >-对于(0,)2x π∈恒成立,求a 的取值范围.应用洛必达法则和导数当(0,)2x π∈时,原不等式等价于3sin x xa x->. 记3sin ()x x f x x -=,则43sin cos 2'()x x x xf x x--=. 记()3sin cos 2g x x x x x =--,则'()2cos sin 2g x x x x =+-. 因为''()cos sin cos (tan )g x x x x x x x =-=-,'''()sin 0g x x x =-<,所以''()g x 在(0,)2π上单调递减,且''()0g x <,所以'()g x 在(0,)2π上单调递减,且'()0g x <.因此()g x 在(0,)2π上单调递减,且()0g x <,故4()'()0g x f x x =<,因此3sin ()x xf x x -=在(0,)2π上单调递减. 由洛必达法则有320000sin 1cos sin cos 1lim ()limlim lim lim 3666x x x x x x x x x x f x x x x →→→→→--=====, 即当0x →时,1()6g x →,即有1()6f x <.故16a ≥时,不等式3sin x x ax >-对于(0,)2x π∈恒成立.通过以上例题的分析,我们不难发现应用洛必达法则解决的试题应满足: ① 可以分离变量;②用导数可以确定分离变量后一端新函数的单调性; ② 现“00”型式子. 2010海南宁夏文(21) 已知函数2()(1)x f x x e ax =--.(Ⅰ)若()f x 在1x =-时有极值,求函数()f x 的解析式; (Ⅱ)当0x ≥时,()0f x ≥,求a 的取值范围. 解:(Ⅰ)略(Ⅱ)应用洛必达法则和导数 当0x ≥时,()0f x ≥,即2(1)x x e ax -≥. ①当0x =时,a R ∈;②当0x >时,2(1)xx e ax -≥等价于1xe ax -≥,也即1x e a x-≤.记1()x e g x x-=,(0,)x ∈+∞,则(1)1'()x x e g x x -+=.记()(1)1x h x x e =-+,(0,)x ∈+∞,则'()0x h x xe =>,因此()(1)1x h x x e =-+在(0,)+∞上单调递增,且()(0)0h x h >=,所以()'()0h x g x x=>,从而1()x e g x x -=在(0,)+∞上单调递增. 由洛必达法则有0001lim ()lim lim 11x xx x x e e g x x→→→-===, 即当0x →时,()1g x → 所以()1g x >,即有1a ≤.综上所述,当1a ≤,0x ≥时,()0f x ≥成立. 2010全国大纲理(22) 设函数()1x f x e -=-.(Ⅰ)证明:当1x >-时,()1xf x x ≥+; (Ⅱ)设当0x ≥时,()1xf x ax ≤+,求a 的取值范围. 解:(Ⅰ)略(Ⅱ)应用洛必达法则和导数 由题设0x ≥,此时()0f x ≥.①当0a <时,若1x a>-,则01x ax <+,()1xf x ax ≤+不成立; ②当0a ≥时,当0x ≥时,()1x f x ax ≤+,即11x xe ax --≤+;若0x =,则a R ∈;若0x >,则11xxe ax --≤+等价于111x e x ax --≤+,即1x x x xe e a xe x -+≤-.记1()x x xxe e g x xe x-+=-,则2222221'()=(2)()()x x x x x xx x e x e e e g x e x e xe x xe x ---+=--+--. 记2()2x x h x e x e -=--+,则'()2x x h x e x e -=--,''()+20x x h x e e -=->. 因此,'()2x x h x e x e -=--在(0)+∞,上单调递增,且'(0)0h =,所以'()0h x >, 即()h x 在(0)+∞,上单调递增,且(0)0h =,所以()0h x >.因此2'()=()0()xx e g x h x xe x >-,所以()g x 在(0)+∞,上单调递增.由洛必达法则有000011lim ()lim lim lim 122x x x x x x x x x x x x x x xe e xe e xe g x xe x e xe e xe →→→→-++====-+-+,即当0x →时, 1()2g x →,即有1()2g x >,所以12a ≤.综上所述,a 的取值范围是1(,]2-∞. 设函数sin ()2cos xf x x =+.(Ⅰ)求()f x 的单调区间;(Ⅱ)如果对任何0x ≥,都有()f x ax ≤,求a 的取值范围. 解:(Ⅰ)22(2cos )cos sin (sin )2cos 1()(2cos )(2cos )x x x x x f x x x +--+'==++. 当2π2π2π2π33k x k -<<+(k ∈Z )时,1cos 2x >-,即()0f x '>; 当2π4π2π2π33k x k +<<+(k ∈Z )时,1cos 2x <-,即()0f x '<.因此()f x 在每一个区间2π2π2π2π33k k ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭,(k ∈Z )是增函数, ()f x 在每一个区间2π4π2π2π33k k ⎛⎫++ ⎪⎝⎭,(k ∈Z )是减函数. (Ⅱ)应用洛必达法则和导数 若0x =,则a R ∈;若0x >,则sin 2cos xax x≤+等价于sin (2cos )x a x x ≥+,即sin ()(2cos )x g x x x =+ 则222cos 2sin sin cos '()(2cos )x x x x x xg x x x --+=+. 记()2cos 2sin sin cos h x x x x x x x =--+,因此,当(0,)x π∈时,'()0h x <,()h x 在(0,)π上单调递减,且(0)0h =,故'()0g x <,所以()g x 在(0,)π上单调递减, 而00sin cos 1lim ()limlim (2cos )2+cos sin 3x x x x x g x x x x x x →→→===+-.另一方面,当[,)x π∈+∞时,sin 111()(2cos )3x g x x x x π=≤≤<+,因此13a ≥.。
运用洛必达法则解高考数学问题
运用洛必达法则解高考数学问题运用洛必达法则解高考数学问题【摘要】高考数学试题常与大学数学知识有机接轨,以高等数学为背景的命题形式成了热点,洛必达法则是利用导数来计算具有不定型的极限的方法.【关键词】中学数学;高等数学;法则近年来的高考数学试题逐步做到科学化,规范化,坚持了稳中求改、稳中创新的原则,充分发挥数学作为基础学科的作用,既重视考查中学数学基础知识的掌握程度,又注重考查进入高校继续学习的潜能。
为此,高考数学试题常与大学数学知识有机接轨,以高等数学为背景的命题形式成了热点。
许多省市的高考试卷的压轴题都是导数应用问题,其中求参数的取值范围就是一类重点考查的题型。
这类题目容易让学生想到用分离参数的方法,一部分题用这种方法很凑效,另一部分题在高中范围内用分离参数的方法却不能顺利解决,高中阶段解决它只有华山一条路――分类讨论和假设反证的方法。
虽然这些压轴题可以用分类讨论和假设反证的方法求解,但这种方法往往讨论多样、过于繁杂,学生掌握起来非常困难。
研究发现利用分离参数的方法不能解决这部分问题的原因是出现了型的式子,而这就是大学数学中的不定式问题,解决这类问题的有效方法就是洛必达法则洛必达法则是利用导数来计算具有不定型的极限的方法。
这法则是由瑞士数学家约翰?伯努利所发现的,因此也被叫作伯努利法则。
是在一定条件下通过分子分母分别求导再求极限来确定未定式值的方法。
洛必达法则(定理):设函数f(x)和g(x)满足:(1)= =0;(2)在点a的某去心邻域内f(x)与都可导,且的导数不等于0;(3)若=A,则=A下面通过几道高考试题来进一步验证。
例1(2010年海南.文)已知函数f(x)= x(-1)-a ,当x 0时,f(x)0,求a的取值范围。
解:由已知得,当x=0时,f(x)0成立,此时a当x 0时,f(x)0即x(-1)-a 0,等价于a令g(x)= ,则令h(x)=(x-1)+1,则x ,所以h(x)在(0,+ )上单调递增即h(x)h(0)=0,从而x 0时,= 所以g (x)在(0,+ )上单调递增.即g(x)g(0),而g(0)无意义,到这儿解题思路受阻。
利用洛必达法则来处理高考中恒成立问题
导数结合洛必达法则巧解高考压轴题法则1 若函数f(x) 和g(x)满足下列条件:(1) ()lim 0x af x →= 及()lim 0x ag x →=;(2)在点a 的去心邻域内,f(x) 与g(x) 可导且g '(x)≠0; (3)()()lim x a f x l g x →'=',那么()()limx af xg x →=()()limx af x lg x →'='。
法则2 若函数f(x) 和g(x)满足下列条件:(1)()lim 0x f x →∞= 及()lim 0x g x →∞=; (2)0A∃,f(x) 和g(x)在(),A -∞与(),A +∞上可导,且g '(x)≠0; (3)()()limx f x l g x →∞'=',那么 ()()lim x f x g x →∞=()()lim x f x l g x →∞'='。
法则3 若函数f(x) 和g(x)满足下列条件:(1) ()lim x af x →=∞及()lim x ag x →=∞; (2)在点a 的去心邻域内,f(x) 与g(x) 可导且g '(x)≠0; (3)()()limx af x lg x →'=',那么 ()()lim x a f x g x →=()()lim x a f x l g x →'='。
利用洛必达法则求未定式的极限是微分学中的重点之一,在解题中应注意: 1.将上面公式中的x→a,x→∞换成x→+∞,x→-∞,x a +→,x a -→洛必达法则也成立。
2.洛必达法则可处理00,∞∞,0⋅∞,1∞,0∞,00,∞-∞型。
3.在着手求极限以前,首先要检查是否满足00,∞∞,0⋅∞,1∞,0∞,00,∞-∞型定式,否则滥用洛必达法则会出错。
当不满足三个前提条件时,就不能用洛必达法则,这时称洛必达法则不适用,应从另外途径求极限。
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洛必达法则简介:
法则1 若函数f(x) 和g(x)满足下列条件:(1) 及;
(2)在点a的去心邻域内,f(x) 与g(x) 可导且g'(x)≠0;
(3),
那么=。
法则2 若函数f(x) 和g(x)满足下列条件:(1)及;
(2),f(x) 和g(x)在与上可导,且g'(x)≠0;
(3),
那么=。
法则3 若函数f(x) 和g(x)满足下列条件:(1) 及;
(2)在点a的去心邻域内,f(x) 与g(x) 可导且g'(x)≠0;
(3),
那么=。
利用洛必达法则求未定式的极限是微分学中的重点之一,在解题中应注意:
○1将上面公式中的x→a,x→∞换成x→+∞,x→-∞,,洛必达法则也成立。
○2洛必达法则可处理,,,,,,型。
○3在着手求极限以前,首先要检查是否满足,,,,,,型
定式,否则滥用洛必达法则会出错。
当不满足三个前提条件时,就不能用洛必达法则,这时称洛必达法则不适用,应从另外途径求极限。
○4若条件符合,洛必达法则可连续多次使用,直到求出极限为止。
二.高考题处理
1.(2010年全国新课标理)设函数。
(1)若,求的单调区间;
(2)若当时,求的取值范围
原解:(1)时,,.
当时,;当时,.故在单调减少,在单调增加
(II)
由(I)知,当且仅当时等号成立.故
,
从而当,即时,,而,
于是当时,.
由可得.从而当时,
,
故当时,,而,于是当时,.
综合得的取值范围为
原解在处理第(II)时较难想到,现利用洛必达法则处理如下:
另解:(II)当时,,对任意实数a,均在;
当时,等价于
令(x>0),则,令
,则,,
知在上为增函数,;知在上为增函数,;,g(x)在上为增函数。
由洛必达法则知,,
故
综上,知a的取值范围为。
2.(2011年全国新课标理)已知函数,曲线在点处的切线方程为。
(Ⅰ)求、的值;
(Ⅱ)如果当,且时,,求的取值范围。
原解:(Ⅰ)
由于直线的斜率为,且过点,故即
解得,。
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,所以。
考虑函数,则。
(i)设,由知,当时,,h(x)递减。
而故当时,,可得;
当x(1,+)时,h(x)<0,可得h(x)>0
从而当x>0,且x1时,f(x)-(+)>0,即f(x)>+.
(ii)设0<k<1.由于=的图像开口向下,且
当x(1,)时,(k-1)(x2 +1)+2x>0,,对称轴x=
.
故(x)>0,而h(1)=0,故当x(1,)时,h(x)>0,可得h
(x)<0,与题设矛盾。
(iii)设k 1.此时,(x)>0,而h(1)=0,故当x(1,+)时,h(x)>0,可得h(x)<0,与题设矛盾。
综合得,k的取值范围为(-,0]
原解在处理第(II)时非常难想到,现利用洛必达法则处理如下:
另解:(II)由题设可得,当时,k<恒成立。
令g (x)= (),则,
再令(),则,
,易知在上为增函数,且;故当时,,当x(1,+)时,;
在上为减函数,在上为增函数;故>=0
在上为增函数
=0
当时,,当x(1,+)时,
当时,,当x(1,+)时,
在上为减函数,在上为增函数
由洛必达法则知
,即k的取值范围为(-,0]
规律总结:对恒成立问题中的求参数取值范围,参数与变量分离较易理解,但有些题
中的求分离出来的函数式的最值有点麻烦,利用洛必达法则可以较好的处理它的最值,是一种值得借鉴的方法。