最新高考导数问题常见题型总结
导数题型总结(12种题型)
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导数题型总结1.导数的几何意义2.导数四则运算构造新函数3.利用导数研究函数单调性4.利用导数研究函数极值和最值5.①知零点个数求参数范围②含参数讨论零点个数6.函数极值点偏移问题7.导函数零点不可求问题8.双变量的处理策略9.不等式恒成立求参数范围10.不等式证明策略11.双量词的处理策略12.绝对值与导数结合问题导数专题一导数几何意义一.知识点睛导数的几何意义:函数y=f(x)在点x=x0 处的导数f’(x0)的几何意义是曲线在点x=x0 处切线的斜率。
二.方法点拨:1.求切线①若点是切点:(1)切点横坐标x0 代入曲线方程求出y0(2)求出导数f′(x),把x0代入导数求得函数y =f(x)在点x=x 0处的导数f ′(x 0)(3)根据直线点斜式方程,得切线方程:y -y 0=f ′(x 0)(x -x 0).②点(x 0,y 0)不是切点求切线:(1)设曲线上的切点为(x 1,y 1); (2)根据切点写出切线方程y -y 1=f ′(x 1)(x -x 1) (3)利用点(x 0,y 0)在切线上求出(x 1,y 1); (4)把(x 1,y 1)代入切线方程求得切线。
2.求参数,需要根据切线斜率,切线方程,切点的关系列方程:①切线斜率k=f ′(x 0) ②切点在曲线上③切点在切线上三.常考题型:(1)求切线(2)求切点(3)求参数⑷求曲线上的点到直线的最大距离或最小距离(5)利用切线放缩法证不等式 四.跟踪练习1.(2016全国卷Ⅲ)已知f(x)为偶函数,当x <0时,f(x)=f (-x )+3x ,则曲线y=f (x )在点(1,-3)处的切线方程是2.(2014新课标全国Ⅱ)设曲线y=ax-ln (x+1)在点(0,0)处的切线方程为y=2x ,则a= A. 0 B.1 C.2 D.33.(2016全国卷Ⅱ)若直线y=kx+b 是曲线y=lnx+2的切线,也是曲线y=ln (x+1)的切线,则b=4.(2014江西)若曲线y=e -x上点P 处的切线平行于直线2x+y+1=0,则点P 的坐标是5.(2014江苏)在平面直角坐标系中,若曲线y=ax 2+xb(a ,b 为常数)过点P (2,-5),且该曲线在点P 处的切线与直线7x+2y+3=0平行,则a+b= 6.(2012新课标全国)设点P 在曲线y=21e x上,点Q 在曲线y=ln (2x )上,则▕PQ ▏的最小值为 A.1-ln2 B.2(1-ln2) C.1+ln2 D.2(1+ln2)7.若存在过点(1,0)的直线与曲线y=x 3和y=ax 2+415x-9都相切,则a 等于 8.抛物线y=x 2上的点到直线x-y-2=0的最短距离为 A.2B.827C. 22D. 19.已知点P 在曲线y=14+x e 上,α为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则α的取值范围是 10.已知函数f (x )=2x 3-3x.(1)求f (x )在区间[-2,1]上的最大值;(2) 若过点P (1,t )存在3条直线与曲线y=f (x )相切,求t 的取值范围. 11. 已知函数f (x )=4x-x 4,x ∈R. (1) 求f (x )的单调区间(2) 设曲线y=f (x )与x 轴正半轴的交点为P ,曲线在点P 处的切线方程为y=g (x ),求证: 对于任意的实数x ,都有f (x )≤g (x )(3) 若方程f (x )=a (a 为实数)有两个实数根x 1,x 2,且x 1<x 2,求证:x 2-x 1≤-3a+431.导数专题二 利用导数四则运算构造新函数 一.知识点睛 导数四则运算法则:[f(x)±g (x )]’=f ′(x)±g ′(x) [f(x)·g (x )]’=f ′(x)·g(x) +f(x)·g ′(x)[ )()(x g x f ]′=2[g(x)](x)f(x)g'(x)g(x)f'- 二.方法点拨在解抽象不等式或比较大小时原函数的单调性对解题没有任何帮助,此时我们就要构造新函数,研究新函数的单调性来解抽象不等式或比较大小。
导数的基本题型归纳
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导数基础题型题型一 导数与切线利用两个等量关系解题:①切点处的导数=切线斜率,即()k x f o =';②切点()o o y x ,代入曲线方程或者代入切线方程.切点坐标或切点横坐标是关键例1:曲线y =错误!在点-1,-1处的切线方程为A .y =2x +1B .y =2x -1C .y =-2x -3D .y =-2x -2 例2:已知函数的图象在点1,f 1处的切线方程是x -2y +1=0,则f 1+2f ′1的值是B .1 D .2例3 求曲线132+=x y 过点1,1的切线方程练习题:1.已知函数y =ax 2+1的图象与直线y =x 相切,则a =D .12.曲线y =x 3+11在点P 1,12处的切线与y 轴交点的纵坐标是A .-9B .-3C .9D .153.设曲线y =错误!在点3,2处的切线与直线ax +y +1=0垂直,则a 等于A .2B .-2C .-错误!4.设曲线y =ax 2在点1,a 处的切线与直线2x -y -6=0平行,则a =________.5.已知直线l 1为曲线y =x 2+x -2在点1,0处的切线,l 2为该曲线的另一条切线,且l 1⊥l 2.求直线l 2的方程;题型二 用导数求函数的单调区间①求定义域;②求导;③令0)(='x f 求出x 的值;④划分区间注意:定义域参与区间的划分;⑤判断导数在各个区间的正负.例1:求函数c x x x y +-+=33123的单调区间.例2 求函数x a x a x x f )1(ln 21)(2+-+=的单调区间其中a >0例3:已知函数ax x y +=2在),1[+∞上为增函数,求a 的取值范围.练习题:1.求函数x x x f ln 2)(2-=的单调增区间.2.已知331)(23-++=x ax x x f 在]3,1[上单调递减,求a 的取值范围.题型三 求函数极值和最值①求定义域;②求导;③令0)(='x f 求出x 的值;④列表注意:定义域参与区间的划分;⑤确定极值点.;5,求出极值,区间端点的函数值,比较后得出最值例:求函数x x y ln 2-=的极值.例:求函数y =x +2cos x 在区间错误!上的最大值.例:已知函数fx =2x 3-6x 2+mm 为常数在-2,2上有最大值3,那么此函数在-2,2上的最小值为A .-37B .-29C .-5D .-11例:若函数b bx x x f 36)(3+-=在)1,0(内有极小值,则实数b 的取值范围是A .)1,0(B .)1,(-∞C .),0(∞+D .)21,0(练习题:1.设函数x xx f ln 2)(+=则 =21为fx 的极大值点 =21为fx 的极小值点 =2为fx 的极大值点 =2为fx 的极小值点2. 已知函数xbx a x x f +-=ln )(在1=x 处取得极值,则a 与b 满足 .,题型四、函数与导数图象的关系▲函数看增减,导数看正负例:若函数c=2)(的图象的顶点在第四象限,则函数f′x的图象是+bxxxf+练习题:1.下图是函数y=fx的导函数y=f′x的图象,则下面判断正确的是A.在区间-2,1内fx是增函数B.在1,3内fx是减函数C.在4,5内fx是增函数D.在x=2时fx取到极小值2. f′x是fx的导函数,f′x的图象如右图所示,则fx的图象只可能是A B C D。
高中导数题所有题型及解题方法
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高中导数题所有题型及解题方法一、导数的概念1.1 导数的定义•导数的定义公式:f′(x)=limℎ→0f(x+ℎ)−f(x)ℎ•导数表示函数在某一点的变化率1.2 导数的几何意义•函数图象在某一点的切线斜率•函数图象在某一点的局部线性近似二、导数的基本运算法则2.1 基本导数公式•常数函数:d dx (C)=0•幂函数:d dx (x n)=nx n−1•指数函数:ddx(a x)=a x ln(a)2.2 函数和、差、积、商的导数•和的导数:(u+v)′=u′+v′•差的导数:(u−v)′=u′−v′•积的导数:(uv)′=u′v+uv′•商的导数:(uv)′=u′v−uv′v2,其中v≠02.3 复合函数的导数•复合函数的求导公式:如果y=f(u)及u=g(x), 则dy dx =dy dududx三、导数的应用3.1 函数的单调性•若f′(x)>0,则函数f(x)在该区间上单调递增•若f′(x)<0,则函数f(x)在该区间上单调递减3.2 函数的极值与最值•极大值:若f′(x0)=0,且f″(x0)<0,则f(x0)是函数f(x)在x0处的极大值•极小值:若f′(x0)=0,且f″(x0)>0,则f(x0)是函数f(x)在x0处的极小值3.3 函数的拐点•拐点:若f″(x0)=0,则f(x)在x0处的图像有拐点3.4 函数的图像•函数图象的基本性质–若f′(x)>0,则函数的图像上的点随x的增大而上升–若f′(x)<0,则函数的图像上的点随x的增大而下降–若f″(x)>0,则函数的图像在该区间上凹–若f″(x)<0,则函数的图像在该区间上凸四、基础导数题型4.1 求导数•题型1:求函数的导数y=f(x)•题型2:求函数的高阶导数y(n)=f(x)4.2 高阶导数应用•题型1:求函数的极值和拐点•题型2:求函数在某点的切线方程•题型3:求函数的图像4.3 求解极值问题•题型1:求一定范围内函数的极大值和极小值•题型2:求满足一定条件的函数极值4.4 函数的单调性•题型1:判断函数的单调区间•题型2:填空题,填写使函数单调递增或递减的区间五、综合题型5.1 数学建模•题型1:利用导数求解实际生活中的问题5.2 物理应用•题型1:利用导数求解物理问题,如速度、加速度等5.3 函数的变化率•题型1:求函数在某点的变化率•题型2:求函数在某段区间的平均变化率六、总结本篇文章主要介绍了高中阶段导数相关的内容,包括导数的基本定义、几何意义、基本运算法则,以及导数在函数的单调性、极值与最值、图像以及物理应用中的运用。
高中数学导数大题八类题型总结
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导数-大题导数在大题中一般作为压轴题出现,其复杂的原因就在于对函数的综合运用:1.求导,特别是复杂函数的求导2.二次函数(求根公式的运用)3.不等式:基本不等式、均值不等式等4.基本初等函数的性质:周期函数、对数函数、三角函数、指数函数5.常用不等式的巧妙技巧:1/2<ln2<1,5/2<e<3导数大题最基本的注意点:自变量的定义域1.存在性问题2.韦达定理的运用3.隐藏零点4.已有结论的运用5.分段讨论6.分类讨论7.常见不等式的应用8.导数与三次函数的利用1. 存在性问题第(1)问有两个未知数,一般来说,双未知数问题要想办法合并成一个未知数来处理合并成一个未知数后利用不等式1.存在性问题(2)问将有且仅有一个交点分成两部分证明,分别证至多存在一个交点与必然存在交点:证明必然存在交点是单纯的找“特殊点”问题高考导数大题中的存在性问题,最后几乎都会变成零点的存在性问题要点由于只关注零点的存在性,因此就没有必要对t(x)求导讨论其单调性,直接使用零点定即可。
(2)问先对要证明的结论进行简单变形:证毕韦达定理的使用(1)问是常规的分类讨论问题隐零点设而不求,代换整体证明对称轴已经在-1右侧,保证有零点且-1处二次函数值大于0两道例题都是比较简单的含参“隐零点”问题,总之就是用零点(极值点)反过来表示参数再进行计算一些比较难的题目,一般问题就会进行一定提示,如利用(2)问提示(3)问,其难点就在于知道要利用已有结论,但无从下手第(1)问分类讨论问题,分离变量做容易导致解题过于复杂(2)问将不等式两边取对数之后思路就很清晰了(1)(2)分别证明两个不等号即可化到已知的结论上()()()()()()()()()()()()''''1101,0,1,0;1,,00,11,110f x x xx f x x f x x f x f x x x x f x f =->=∈>∈+∞<∈∈+∞==为的零点于是在上单调递增,在上单调递减是的极大值点,(3)问需要利用(2)问结论才能比较顺利的证明利用(2)中结论第(1)问是一个比较简单的存在型问题分段)高考导数大题除求导外,隐藏零点、韦达定理、极值点偏移、二,三阶导等技巧,都是附加的技巧,导数的核心,是分类讨论的考察,高考题多数绕不开分类讨论。
导数考试题型及答案详解
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导数考试题型及答案详解一、选择题1. 函数f(x) = x^2 + 3x + 2的导数是:A. 2x + 3B. x^2 + 2C. 2x + 6D. 3x + 2答案:A2. 若f(x) = sin(x),则f'(π/4)的值是:A. 1B. √2/2C. -1D. -√2/2答案:B二、填空题1. 求函数g(x) = x^3 - 2x^2 + x的导数,g'(x) = __________。
答案:3x^2 - 4x + 12. 若h(x) = cos(x),求h'(x) = __________。
答案:-sin(x)三、解答题1. 求函数f(x) = x^3 - 6x^2 + 9x + 2的导数,并求f'(2)的值。
解:首先求导数f'(x) = 3x^2 - 12x + 9。
然后将x = 2代入得到f'(2) = 3 * 2^2 - 12 * 2 + 9 = 12 - 24 + 9 = -3。
2. 已知函数y = ln(x),求y'。
解:根据对数函数的导数公式,y' = 1/x。
四、证明题1. 证明:若函数f(x) = x^n,其中n为常数,则f'(x) = nx^(n-1)。
证明:根据幂函数的导数公式,对于任意实数n,有f'(x) = n * x^(n-1)。
五、应用题1. 某物体的位移函数为s(t) = t^3 - 6t^2 + 9t + 5,求该物体在t = 3时的瞬时速度。
解:首先求位移函数的导数s'(t) = 3t^2 - 12t + 9。
然后将t = 3代入得到s'(3) = 3 * 3^2 - 12 * 3 + 9 = 27 - 36 + 9 = 0。
因此,该物体在t = 3时的瞬时速度为0。
六、综合题1. 已知函数f(x) = x^4 - 4x^3 + 6x^2 - 4x + 5,求f'(x),并求曲线y = f(x)在点(1, f(1))处的切线斜率。
(整理版)高考中导数问题的六大热点
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高考中导数问题的六大热点由于导数其应用的广泛性,为解决函数问题提供了一般性的方法及简捷地解决一些实际问题.因此在高考占有较为重要的地位,其考查重点是导数判断或论证单调性、函数的极值和最值,利用导数解决实际问题等方面,下面例析导数的六大热点问题,供参考.一、运算问题 例1函数22()(1)x bf x x -=-,求导函数()f x '.分析:用商的导数及复合函数导数的运算律即可解决.解:242(1)(2)2(1)()(1)x x b x f x x ---•-'=-3222(1)x b x -+-=-32[(1)](1)x b x --=--. 评注:对于导数运算问题关键是记清运算法那么.主要是导数的定义、常见函数的导数、函数和差积商的导数,及复合函数、隐函数的导数法那么等.二、切线问题例2设曲线axy e =在点(01),处的切线与直线210x y ++=垂直,那么a = .分析:由垂直关系可得切线的斜率为-12,又k =0()f x ',即可求出a 的值. 解:axae y =',∴切线的斜率a y k x ===0',由垂直关系,有1)21(-=-⋅a ,解得2=a .评注:是指运用导数的几何意义或物理意义,解决瞬时速度,加速度,光滑曲线切线的斜率等三类问题.特别是求切线的斜率、倾斜角及切线方程问题,其中:⑴ 曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的斜率k ,倾斜角为θ,那么tan θ=k =0()f x '. ⑵ 其切线l 的方程为:y =y 0+0()f x '(x -x 0).假设曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))的切线平行于y 轴(即导数不存在)时,由切线定义知,切线方程为x =x 0.三、单调性问题例3函数32()1f x x ax x =+++,a ∈R .〔Ⅰ〕讨论函数()f x 的单调区间;〔Ⅱ〕设函数()f x 在区间2133⎛⎫-- ⎪⎝⎭,内是减函数,求a 的取值范围. 分析:对于第(1)小题,求导后利用f '(x )>0或'()f x <0,解不等式即得单调区间;而(2)转化为'()f x <0在2133⎛⎫-- ⎪⎝⎭,上恒成立即可. 解:〔1〕32()1f x x ax x =+++求导:2()321f x x ax '=++. 当23a≤时,0∆≤,()0f x '≥,()f x 在R 上递增.当23a >,()0f x '=求得两根为3a x -±=,即()f x在⎛-∞ ⎝⎭递增,⎝⎭递减,⎫+∞⎪⎪⎝⎭递增. 〔2〕假设函数在区间2133⎛⎫-- ⎪⎝⎭,内是减函数,那么2()321f x x ax '=++两根在区间2133⎛⎫-- ⎪⎝⎭,外,即2'()31'()3f f ⎧-⎪⎪⎨⎪-⎪⎩≤0≤0,解得a ≥2,故取值范围是[2,+∞). 评注:一般地,设函数y =f (x )在某个区间内可导.如果f '(x )>0,那么f (x )为增函数;如果f '(x )<0,那么f (x )为减函数.单调性是导数应用的重点内容,主要有四类问题:①运用导数判断单调区间; ②证明单调性; ③单调性求参数;④先证明其单调性,再运用单调证明不等式等问题. 四、极值问题 例4函数1()ln(1),(1)nf x a x x =+--其中n ∈N*,a 为常数.当n =2时,求函数f (x )的极值;分析:运用导数先确定函数的单调性,再求其极值. 解:由得函数f (x )的定义域为{x |x >1}, 当n =2时,21()ln(1),(1)f x a x x =+--所以232(1)().(1)a x f x x --=-(1)当a >0时,由'()f x =0,得11x =+1,21x =<1, 此时 f ′〔x 〕=123()()(1)a x x x x x ----. 当x ∈〔1,x 1〕时,f ′〔x 〕<0,f (x )单调递减; 当x ∈〔x 1+∞〕时,f ′〔x 〕>0, f (x )单调递增. 〔2〕当a ≤0时,f ′〔x 〕<0恒成立,所以f (x )无极值. 综上所述,n =2时,当a >0时,f (x )在1x =+处取得极小值,极小值为2(1(1ln ).2a f a+=+当a ≤0时,f (x )无极值.评注:运用导数解决极值问题.一般地,当函数f (x )在x 0处连续,判别f (x 0)为极大(小)值的方法是:⑴ 假设0'()f x =0,且在x 0附近的左侧()f x '>0,右侧()f x '<0,那么f (x 0)是极大值,⑵ 如果在x 0附近的左侧()f x '<0,右侧()f x '>0,那么f (x 0)是极小值. 五、最值问题例5 求函数f (x )=x 4-2x 2+5在[-2,2]上的最大值与最小值. 分析:可先求出导数及极值点,再计算.解: ()f x '=4x 3-4x ,令()f x '=0,解得x 1=-1,x 2=0,x 3=1,均在(-2,2)内. 计算f (-1)=4,f (0)=5,f (1)=4,f (-2)=13,f (2)=13. 通过比拟,可见f (x ) 在[-2,2]上的最大值为13,最小值为4.评注:运用导数求最大(小)值的一般步骤如下: 假设f (x )在[a ,b ]上连续,在(a ,b )内可导,那么⑴ 求()f x ',令()f x '=0,求出在(a ,b )内使导数为0的点及导数不存在的点. ⑵ 比拟三类点:导数不存在的点,导数为0的点及区间端点的函数值,其中最大者便是f (x )在[a ,b ]上的最大值,最小者便是f (x )在[a ,b ]上的最小值.六、应用问题例6 用总长的钢条制成一个长方体容器的框架,如果所制做容器的底面的一边比另一边长0.5m ,那么高为多少时容器的容积最大?并求出它的最大容积.分析:本小题主要考查应用所学导数的知识、思想和方法解决实际问题的能力,建立函数式、解方程、不等式、最大值等根底知识.解:设容器底面短边长为x m ,那么另一边长为()0.5x + m ,高为()14.8440.5 3.224x x x --+=-.由3.220x ->和0x >,得0 1.6x <<, 设容器的容积为3ym ,那么有()()0.5 3.22y x x x =+- ()0 1.6x <<.即322 2.2 1.6y x x x =-++, 令0y '=,有26 4.4 1.60x x -++=,即2151140x x --=,解得11x =,2415x =-〔不合题意,舍去〕.当x =1时,y 取得最大值,即max 2 2.2 1.6 1.8y =-++=, 这时,高为3.221 1.2-⨯=.答:容器的高为m 时容积最大,最大容积为31.8m .。
高考数学导数压轴大题7大题型梳理归纳
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导数压轴大题7个题型梳理归纳题型一:含参分类讨论 类型一:主导函数为一次型例1:已知函数()ln f x ax a x =--,且()0f x ≥.求a 的值 解:()1ax f x x-'=.当0a ≤时,()0f x '<,即()f x 在()0,+∞上单调递减,所以当01x ∀>时,()()010f x f <=,与()0f x ≥恒成立矛盾.当0a >时,因为10x a <<时()0f x '<,当1x a>时()0f x '>,所以()min 1f x f a ⎛⎫= ⎪⎝⎭,又因为()1ln10f a a =--=,所以11a =,解得1a =类型二:主导函数为二次型例2: 已知函数()()320f x x kx x k =-+<.讨论()f x 在[],k k -上的单调性. 解:()f x 的定义域为R ,()()23210f x x kx k '=-+<,其开口向上,对称轴3k x =,且过()0,1,故03kk k <<<-,明显不能分解因式,得2412k ∆=-.(1)当24120k ∆=-≤时,即0k ≤<时,()0f x '≥,所以()f x 在[],k k -上单调递增;(2)当24120k ∆=->时,即k <令()23210f x x kx '=-+=,解得:12x x ==,因为()()210,010f k k f ''=+>=>,所以两根均在[],0k 上.因此,结合()f x '图像可得:()f x 在,,33k k k k ⎡⎡⎤+-⎢⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦上单调递增,在⎢⎥⎣⎦上单调递减.类型三:主导函数为超越型例3:已知函数()cos xf x e x x =-.求函数()f x 在区间0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最值. 解:定义域0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦,()()cos sin 1x f x e x x '=--,令()()cos sin 1xh x e x x =--,则()()cos sin sin cos 2sin .xx h x e x x x x e x '=---=-当0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,可得()0h x '≤,即()h x 在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦递减,可得()()()000h x h f '≤==,则()f x 在0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦递减,所以()()()max01,.22f x f f x f ππ⎛⎫====- ⎪⎝⎭类型四:复杂含参分类讨论例4:已知函数()()33f x x x a a R =+-∈.若()f x 在[]1,1-上的最大值和最小值分别记为()(),M a m a ,求()()M a m a -.解:()33333,333,x x a x a f x x x a x x a x a ⎧+-≥⎪=+-=⎨-+<⎪⎩,()2233,33,x x af x x x a⎧+≥⎪'=⎨-<⎪⎩ ①当1a ≤-时,有x a ≥,故()333f x x x a =+-,所以()f x 在()1,1-上是增函数,()()()()143,143M a f a m a f a ==-=-=--,故()()8M a m a -=.②当11a -<<时,若()()3,1,33x a f x x x a ∈=+-,在(),1a 上是增函数;若()1,x a ∈-,()333f x x x a =-+,在()1,a -上是减函数,()()(){}()()3max 1,1,M a f f m a f a a =-==,由于()()1162f f a --=-+因此当113a -<≤时,()()334M a m a a a -=--+;当113a <<时,()()332M a m a a a -=-++.③当1a ≥时,有x a ≤,故()333f x x x a =-+,此时()f x 在()1,1-上是减函数,因此()()()()123,123M a f a m a f a =-=+==-+,故()()4M a m a -=.题型二:利用参变分离法解决的恒成立问题类型一:参变分离后分母跨0例5:已知函数()()()242,22xf x x xg x e x =++=+,若2x ≥-时,()()f x kg x ≤,求k 的取值范围.解:由题意()24221xx x ke x ++≤+,对于任意的2x ≥-恒成立.当1x =-,上式恒成立,故k R ∈;当1x >-,上式化为()24221x x x k e x ++≥+,令()()()2421,21x x x h x x e x ++=>-+ ()()()22+221x xxe x h x e x -'=+,所以()h x 在0x =处取得最大值,()01k h ≥= 当21x -≤<-时,上式化为()24221x x x k e x ++≤+,()h x 单调递增,故()h x 在2x =-处取得最小值,()22k h e ≤-=.综上,k 的取值范围为21,e ⎡⎤⎣⎦.类型二:参变分离后需多次求导例6:已知函数()()()()212ln ,f x a x x a R =---∈对任意的()10,,02x f x ⎛⎫∈> ⎪⎝⎭恒成立,求a 的最小值.解:即对12ln 0,,221xx a x ⎛⎫∈>-⎪-⎝⎭恒成立. 令()2ln 12,0,12x l x x x ⎛⎫=-∈ ⎪-⎝⎭,则()()()()222212ln 2ln 211x x x x x l x x x --+-'=-=-- 再令()()()222121122ln 2,0,,02x m x x x m x x x x x --⎛⎫'=+-∈=-+=< ⎪⎝⎭()m x 在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭上为减函数,于是()122ln 202m x m ⎛⎫>=->⎪⎝⎭,从而,()0l x '>,于是()l x 在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭上为增函数,()124ln 22l x l ⎛⎫<=- ⎪⎝⎭,故要2ln 21xa x >--恒成立,只要[)24ln 2,a ∈-+∞,即a 的最小值24ln 2-. 变式1:已知函数()()1ln ,0x f x x a R a ax -=+∈≠,()()()11x g x b x xe b R x=---∈(1)讨论()f x 的单调性;(2)当1a =时,若关于x 的不等式()()2f x g x +≤-恒成立,求b 取值范围.类型三:参变分离后零点设而不求例7:已知函数()ln f x x x x =+,若k Z ∈,且()1f x k x <-对于任意1x >恒成立,求k 的最大值.解:恒成立不等式()minln ln ,111f x x x x x x x k k x x x ++⎛⎫<=< ⎪---⎝⎭,令()ln 1x x x g x x +=-,则()()2ln 21x x g x x --'=-,考虑分子()ln 2,h x x x =-- ()110h x x'=->,()h x 在()1,+∞单调递增.()()31ln 30,42ln 20h h =-<=->由零点存在定理,()3,4b ∃∈,使得()0h b =.所以()1,x b ∈,()()00h x g x '<⇒<,同理()(),,0x b g x '∈+∞>,所以()g x 在 ()1,b 单调递减,在(),b +∞单调递增.()()min ln 1b b bg x g b b +==-,因为()0h b =即ln 20ln 2b b b b --=⇒=-,()()()23,4,1b b b g b b b +-==∈-所以,k b <得max 3k =变式1:(理)已知函数().x ln x eaxx f x +-=(2)当0>x 时,()e x f -≤,求a 的取值范围.题型三:无法参变分离的恒成立问题类型一:切线法例8:若[)20,,10x x e ax x ∈+∞---≥,求a 的取值范围.类型二:赋值法例9:已知实数0a ≠,设函数()ln 1,0f x a x x x =++>.(1)当34a =-时,求函数()f x 的单调区间; (2)对于任意21,e ⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭均有()2x f x a ≤,求a 的取值范围. 解析:(1)当34a =-时,3()ln 1,04f x x x x =-++>. 3(12)(21()42141x x f 'x x x x x++=-=++ 所以,函数()f x 的单调递减区间为(0,3),单调递增区间为(3,+∞).(2)由1(1)2f a≤,得0a <≤当04a <≤时,()2f x a≤等价于22ln 0x a a --≥.令1t a=,则t ≥.设()22ln ,g t t x t =≥,则()2ln g t g x ≥=.(i )当1,7x ⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭≤则()2ln g t g x ≥=.记1()ln ,7p x x x =≥,则1()p'x x =-=.故所以,()(1)0p x p ≥= .因此,()2()0g t g p x ≥=≥.(ii )当211,e 7x ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭时,1()1g t g x ⎛+= ⎝.令211()(1),,e 7q x x x x ⎡⎤=++∈⎢⎥⎣⎦,则()10q'x =+>, 故()q x 在211,e 7⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增,所以1()7q x q ⎛⎫⎪⎝⎭.由(i )得11(1)07777q p p ⎛⎫⎛⎫=-<-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.所以,()<0q x . 因此1()10g t g x ⎛+=>⎝.由(i )(ii )得对任意21,e x ⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭,),()0t g t ∈+∞,即对任意21,e x ⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭,均有()2x f x a.综上所述,所求a 的取值范围是⎛ ⎝⎦题型四:零点问题类型一:利用单调性与零点存在定理讨论零点个数 例10:已知函数()()31+ln .4f x x axg x x =+=-,(2)用{}min ,m n 表示,m n 中最小值,设函数()()(){}()min ,0h x f x g x x =>讨论()h x 零点个数.解:(2)当(1,)x ∈+∞时,()ln 0g x x =-<,从而()min{(),()}()0h x f x g x g x =<≤,∴()h x 在(1,)+∞无零点.当x =1时,若54a -≥,则5(1)04f a =+≥,(1)min{(1),(1)}(1)0h fg g ===, 故x =1是()h x 的零点;若54a <-,则5(1)04f a =+<,(1)min{(1),(1)}(1)0h f g f ==<,故x =1不是()h x 的零点.当(0,1)x ∈时,()ln 0g x x =->,所以只需考虑()f x 在(0,1)的零点个数. (ⅰ)若3a -≤或0a ≥,则2()3f x x a '=+在(0,1)无零点,故()f x 在(0,1)单调,而1(0)4f =,5(1)4f a =+,所以当3a -≤时,()f x 在(0,1)有一个零点; 当a ≥0时,()f x 在(0,1)无零点.(ⅱ)若30a -<<,则()f x 在(01)单调递增,故当x ()f x 取的最小值,最小值为f 14.①若f >0,即34-<a <0,()f x 在(0,1)无零点.②若f =0,即34a =-,则()f x 在(0,1)有唯一零点;③若f <0,即334a -<<-,由于1(0)4f =,5(1)4f a =+, 所以当5344a -<<-时,()f x 在(0,1)有两个零点; 当534a -<≤-时,()f x 在(0,1)有一个零点.综上,当34a >-或54a <-时,()h x 由一个零点;当34a =-或54a =-时,()h x 有两个零点;当5344a -<<-时,()h x 有三个零点.类型二:±∞方向上的函数值分析例11:已知函数()()22.x xf x ae a e x =+--若()f x 有两个零点,求a 取值范围.(2)(ⅰ)若0a ≤,由(1)知,()f x 至多有一个零点. (ⅱ)若0a >,由(1)知,当ln x a =-时,()f x 取得最小值,最小值为1(ln )1ln f a a a-=-+.①当1a =时,由于(ln )0f a -=,故()f x 只有一个零点; ②当(1,)a ∈+∞时,由于11ln 0a a-+>,即(ln )0f a ->,故()f x 没有零点; ③当(0,1)a ∈时,11ln 0a a-+<,即(ln )0f a -<. 又422(2)e(2)e 22e 20f a a ----=+-+>-+>,故()f x 在(,ln )a -∞-有一个零点.设正整数0n 满足03ln 1n a ⎛⎫>+⎪⎝⎭,则()()000032ln 10n nf n e ae n f a ⎛⎫⎛⎫>-->+> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 因此()f x 在(ln ,)a -+∞有一个零点.综上,a 的取值范围为(0,1).总结:若()01,ln 0a f a <<-<,要证明()f x 有两个零点,结合零点存在定理,分别在a 的左右两侧,这两个点的函数值()f x 都大于0,这时候需要我们对函数进行适当地放缩,化简,以便取值.先分析当x →-∞,2,x x ae ae 虽然为正,但是对式子影响不大,因此可以大胆的舍掉,得出()2xf x x e >--,显然我们对于右侧这个式子观察,就容易得出一个足够小的x (如1x =-),使得式子大于0了.再分析当x →+∞,我们可以把x ae 这个虽然是正数,但贡献比较小的项舍掉来简化运算,得到()()2xxf x eaex >--,显然当x 足够大,就可以使()2x ae -大于任何正数.那么把它放缩成多少才可以使得x e 的倍数大于x 呢?由常用的不等式1x e x x ≥+>,因此只需要使得21x ae ->即3ln x a >(如3ln 1x a=+)就可以了.题型五:极值点偏移类型一:标准极值点偏移例13:已知函数()()()221x f x x e a x =-+-有两个零点1,2x x ,证明12 2.x x +<解: 不妨设12x x <,由(Ⅰ)知12(,1),(1,)x x ∈-∞∈+∞,22(,1)x -∈-∞,又()f x 在(,1)-∞上单调递减,所以122x x +<等价于12()(2)f x f x >-,即2(2)0f x -<.由于222222(2)(1)x f x x e a x --=-+-, 而22222()(2)(1)0xf x x e a x =-+-=,所以222222(2)(2)x x f x x ex e --=---.设2()(2)xx g x xex e -=---,则2'()(1)()x x g x x e e -=--.所以当1x >时,'()0g x <,而(1)0g =,故当1x >时,()0g x <. 从而22()(2)0g x f x =-<,故122x x +<.类型二:推广极值点偏移例14:已知()()()12ln ,f x x x f x f x ==,求证121x x +<. 解:我们可以发现12,x x 不一定恒在12x =两侧,因此需要分类讨论: (1)若12102x x <<<,则1211122x x +<+=,该不等式显然成立; (2)若121012x x <<<<,令()()()()()1ln 1ln 1g x f x f x x x x x =--=---102x <<,故()()()()12ln ln 12,01x g x x x g x x x -'''=+-+=>-,()g x '在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,当0x →时,()1;22ln 202g x g ⎛⎫''→-∞=-> ⎪⎝⎭.010,2x ⎛⎫∃∈ ⎪⎝⎭使()00g x '=即()g x 在()00,x 上单调递减,在01,2x ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,又0x →时,()0g x →,且102g ⎛⎫=⎪⎝⎭,故()0g x <,即()()1f x f x <-对10,2x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭成立,得证.题型六:双变量问题类型一:齐次划转单变量例15:已知函数()()1ln 1a x f x x x -=-+()2a ≤.设,m n R +∈,且m n ≠,求证ln ln 2m n m nm n -+<-. 解:设m n >,证明原不等式成立等价于证明()2ln m n mm n n-<+成立,即证明21ln 1m m n m n n⎛⎫- ⎪⎝⎭<+成立.令m t n =,1t >,即证()()21ln 01t g t t t -=->+.由(1)得,()g t 在()0,+∞上单调递增,故()()10g t g >=,得证.变式1:对数函数()x f 过定点⎪⎭⎫ ⎝⎛21,e P ,函数()()()为常数m ,n x f m n x g '-=,()()的导函数为其中x f x f '.(1)讨论()x g 的单调性;(2)若对于()+∞∈∀,x 0有()m n x g -≤恒成立,且()()n x x g x h -+=2在()2121x x x ,x x ≠=处的导数相等,求证:()()22721ln x h x h ->+.解:(2)因为()1g n m =-,而()0,x ∀∈+∞有()()1g x n m g ≤-=恒成立,知()g x 当1x =时有最大值()1g ,有(1)知必有1m =.∴()()()11ln ,22ln ,g x n x h x g x x n x x x x=--=+-=-- 依题意设()()211122221120,1120k x x h x h x k k x x ⎧-+-=⎪⎪''==⎨⎪-+-=⎪⎩∴12111x x +=121212+=4x x x x x x ⇒≥>∴()()()()121212*********+ln ln 21ln h x h x x x x x x x x x x x ⎛⎫+=-+-+=-- ⎪⎝⎭令()124,21ln t x x t t t ϕ=>=--,()()1204t t tϕ'=->> ∴()t ϕ在4t >单调递增,∴()()472ln 2t ϕϕ>=-类型二:构造相同表达式转变单变量例16:已知,m n 是正整数,且1m n <<,证明()()11.nmm n +>+解:两边同时取对数,证明不等式成立等价于证明()()ln 1ln 1n m m n +>+,即证明()()ln 1ln 1m n m n ++>,构造函数()()ln 1x f x x+=,()()2ln 11xx x f x x -++'=,令()()ln 11x g x x x =-++,()()()22110111x g x x x x -'=-=<+++,故()()00g x g <=,故()0f x '<,结合1,m n <<知()()f m f n >类型三:方程消元转单变量例17:已知()ln xf x x=与()g x ax b =+,两交点的横坐标分别为1,2x x ,12x x ≠,求证:()()12122x x g x x ++>解:依题意11211112222222ln ln ln ln x ax b x x ax bx x x ax bx ax b x ⎧=+⎪⎧=+⎪⎪⇒⎨⎨=+⎪⎪⎩=+⎪⎩,相减得: ()()()12121212ln ln x x a x x x x b x x -=+-+-,化简得()()121212lnx x a x x b x x ++=-,()()()()()()112121121212121122221ln ln 1x x x x x x x x g x x x x a x x b x x x x x x ++++=+++==⎡⎤⎣⎦-- 设12x x >,令121x t x =>,()()()12122112ln 2ln 011t t x x g x x t t t t -+++>⇔>⇔->-+ 再求导分析单调性即可.变式1:已知函数()1++=ax x ln x f 有两个零点21x ,x .()10a -<<(2)记()x f 的极值点为0x ,求证:()0212x ef x x >+.变式2:设函数()()3211232xf x ex kx kx =--+. 若()f x 存在三个极值点123,,x x x ,且123x x x <<,求k 范围,证明1322x x x +>.变式3:已知函数()122ln 21x ef x a x x x-⎛⎫=++-- ⎪⎝⎭在定义域()0,2内有两个极值点.(1)求实数a 的取值范围;(2)设12,x x 是()f x 两个极值点,求证12ln ln ln 0x x a ++>.类型四:利用韦达定理转单变量例18:已知()()21ln 02f x x x a x a =-+>,若()f x 存在两极值点1,2x x , 求证:()()1232ln 24f x f x --+>.解:()21,a x x af x x x x-+'=-+=由韦达定理12121,x x x x a +==1140,4a a ∆=->< ()()()()()212121212121+2ln 2f x f x x x x x x x a x x ⎡⎤=+--++⎣⎦ ()11121ln ln 22a a a a a a =--+=--令()()11ln ,0,ln 024g a a a a a g a a '=--<<=<,()g a 在10,4⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减,故()132ln 244g a g --⎛⎫>=⎪⎝⎭. 变式1:已知函数().R a ,x ax x ln x f ∈-+=22(2)若n ,m 是函数()x f 的两个极值点,且n m <,求证:.mn 1>方法二:变式2:已知函数()213ln 222f x x ax x =+-+()0a ≥. (1)讨论函数()f x 的极值点个数;(2)若()f x 有两个极值点12,x x ,证明()()110f x f x +<.题型六:不等式问题类型一:直接构造函数解决不等式问题例19:当()0,1x ∈时,证明:()()221ln 1x x x ++<.解:令()()()221ln 1f x x x x =++-,则()00f =,而()()()()2ln 1ln 12,00f x x x x f ''=+++-=,当()0,1x ∈时,有()ln 1x x +<,故()()()ln 12222ln 10111x f x x x x x x+''=+-=+-<⎡⎤⎣⎦+++, ()f x '在()0,1上递减,即()()00f x f ''<=,从而()f x 在()0,1递减,()()00f x f ≤=,原不等式得证.变式1:已知函数()()()R a ex x ln x a x f ∈+-=1.(1)求函数()x f 在点1=x 处的切线方程;(2)若不等式()0≤-x e x f 对任意的[)+∞∈,x 1恒成立,求实数a 的取值范围解:(2)令()()()()1ln 1,x xg x f x e a x x ex e x =-=-+->()1ln 1xg x a x e e x ⎛⎫'=+-+- ⎪⎝⎭, ①若0a ≤,则()g x '在[)1,+∞上单调递减,又()10g '=.即()0g x '≤恒成立,所以()g x 在[)1,+∞上单调递减,又()10g =,所以()0g x ≤恒成立.②0a >,令()()1ln 1,x h x g x a x e e x ⎛⎫'==+-+- ⎪⎝⎭所以()211xh x a e x x ⎛⎫'=+-⎪⎝⎭,易知211x x +与x -e 在[)1,+∞上单调递减,所以()h x '在[)1,+∞上单调递减,()12h a e '=-. 当20a e -≤,即02ea <≤时,()0h x '≤在[)1,+∞上恒成立,则()h x 在[)1,+∞上单调递减,即()g x '在[)1,+∞上单调递减,又()10g '=,()0g x '≤恒成立,()g x 在[)1,+∞上单调递减,又()10g =,()0g x ≤恒成立.当20a e ->时,即2ea >时,()01,x ∃∈+∞使()00h x '=,所以()h x 在()01,x 上单调递增,此时()()10h x h >=,所以()0g x '>所以()g x 在()01,x 递增,得()()10g x g >=,不符合题意. 综上,实数a 的取值范围是2e a ≤. 变式2:(文)已知函数()()()().R a ,x a x g ,x ln x x f ∈-=+=11(1)求直线()x g y =与曲线()x f y =相切时,切点T 的坐标. (2)当()10,x ∈时,()()x f x g >恒成立,求a 的取值范围.解:(1)设切点坐标为()00x y ,,()1ln 1f x x x'=++,则()()000001ln 11ln 1x a x x x a x ⎧++=⎪⎨⎪+=-⎩,∴00012ln 0x x x -+=.令()12ln h x x x x=-+,∴()22210x x h x x -+'=-≤,∴()h x 在()0+∞,上单调递减, ∴()0h x =最多有一根.又∵()10h =,∴01x =,此时00y =,T 的坐标为(1,0).(2)当()0 1x ∈,时,()()g x f x >恒成立,等价于()1ln 01a x x x --<+对()0 1x ∈,恒成立. 令()()1ln 1a x h x x x -=-+,则()()()()2222111211x a x ah x x x x x +-+'=-=++,()10h =. ①当2a ≤,()1x ∈0,时,()22211210x a x x x +-+≥-+>, ∴()0h x '>,()h x 在()0 1x ∈,上单调递增,因此()0h x <. ②当2a >时,令()0h x '=得1211x a x a =-=-由21x >与121x x =得,101x <<.∴当()1 1x x ∈,时,()0h x '<,()h x 单调递减, ∴当()1 1x x ∈,时,()()10h x h >=,不符合题意; 综上所述得,a 的取值范围是(] 2-∞,.变式3:(文)已知函数().x x x ln x f 12---=(2)若存在实数m ,对于任意()∞+∈0x ,不等式()()()0212≤+-+x x m x f 恒成立,求实数m 的最小整数值.解:(2)法一:参变分离+二次局部求导+虚设零点变式4:(理)已知函数()()()R a x a eae x f xx∈-++=-22.(1)讨论()x f 的单调性;(2)当0≥x 时,()(),x cos a x f 2+≥求实数a 的取值范围.变式5:已知()1ln ,mf x x m x m R x-=+-∈. (1)当202e m <≤时,证明()21x e x xf x m >-+-.类型二:利用min max f g >证明不等式问题例20:设函数()1ln x xbe f x ae x x-=+曲线()y f x =在点()()1,1f 的切线方程为()12y e x =-+.(1)求,a b 值; (2)证明:()1f x >【解析】(1)函数()f x 的定义域为(0,)+∞,112()ln xx x x a b b f x ae x e e e x x x--=+-+. 由题意可得(1)2f =,(1)f e '=.1, 2.a b ==故(2)由(1)知12()ln xx f x e x e x -=+,从而()1f x >等价于2ln x x x xe e->-. 设函数()1g x x nx =,则'()1g x nx =.所以当1(0,)x e ∈时,()0g x '<;当1(,)x e ∈+∞时,()0g x '>.故()g x 在1(0,)e 单调递减,在1(,)e+∞单调递增,从而()g x 在(0,)+∞的最小值为11()g e e=-. 设函数2()xh x xee-=-,则'()(1)x h x e x -=-. 所以当(0,1)x ∈时()0h x '>;当(1,)x ∈+∞时,()0h x '<故()h x 在(0,1)单调递增, 在(1,)+∞单调递减,从而()h x 在(0,)+∞的最大值为1(1)h e=-.变式1. 已知函数()x ln a bx x f +=2的图像在点()()11f ,处的切线斜率为2+a .(1)讨论()x f 的单调性; (2)当20e a ≤<时,证明:()222-+<x e xx x f 解:(2)要证()222x f x x e x -<+,需证明22ln 2x a x e x x-<.令()ln 02a x e g x a x ⎛⎫=<≤ ⎪⎝⎭,则()()21ln a x g x x -'=, 当()0g x '>时,得0x e <<;当()0,g x '<得x e >. 所以()()max ag x g e e==. 令()()2220x e h x x x -=>,则()()2322x e x h x x--'=. 当()0h x '>时,得2x >;当()0h x '<时,得02x <<. 所以()()min 122h x h ==.因为02e a <≤,所以()max 12a g x e ==. 又2e ≠,所以22ln 2x a x e x x-<,即()222x f x x e x -<+得证.变式2:(理)已知函数()().ax ln axx f -=(1)求()x f 的极值;(2)若()012≤+-++m x e mx x ln e x x ,求正实数m 的取值范围.变式3:已知()1ln ,mf x x m x m R x-=+-∈. (2)当202e m <≤时,证明()21x e x xf x m >-+-.类型三:利用赋值法不等式问题例21:已知函数()2x xf x e e x -=--.(1)讨论()f x 的单调性;(2)设()()()24g x f x bf x =-,当0x >,()0g x >,求b 的最大值. (3)估计ln 2(精确小数点后三位).解:因为()()()()()2224484xx x x g x f x bf x e e b e e b x --=-=---+-所以()()()()()2222422222xx x x x x x xg x ee b e e b e e e e b ----⎡⎤'=+-++-=+-+-+⎣⎦①当2b ≤时,()0,g x '≥等号仅当0x =时成立,所以()g x 在R 上单调递增,而()00g =,所以对于任意()0,0x g x >>.②当2b >,若x 满足222x x e e b -<+<-,即(20ln 12x b b b <<-+-时,()0g x '<,而()00g =,因此当(20ln 12x b b b <≤--时,()0g x <,综上最大为2.(3)由(2)知,(()3221ln 22g b =-+-,当2b =时,(36ln 20,ln 20.69282g =->>>;当14b =+时,(ln 1b -+=(()32ln 202g =--<,18ln 20.69328+<<,所以近似值为0.693类型四:利用放缩法构造中间不等式例22:若0x >,证明:()ln 1.1x x xx e +>- 解:转化成整式()()2ln 11xx e x +->.令()()()2ln 11xf x x e x =+--,则()()1ln 121x xe f x e x x x -'=++-+()()()21ln 1211x x x e x e f x e x x x +''=+++-++.由()+1ln 11x x e x x x ≥+≥+,, 得()()()()3222112120,11x x x x f x x x x +++''≥++-=>++()()00,f x f ''≥=故()()00f x f ≥=,得证.变式1:(2020河南鹤壁市高三期末)已知函数()21xf x e kx =--,()()()2ln 1g x k x x k R =+-∈.(2)若不等式()()0f x g x +≥对任意0x ≥恒成立,求实数k 范围.变式2:(2020年河南六市联考)已知函数()()2ln 1sin 1f x x x =+++,()1ln g x ax b x =-- 证明:当1,x >-()()2sin 22xf x x x e<++类型五:与数列相关的不等式例23:设m 为整数,且对于任意正整数n ,2111111222n m ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++⋅⋅⋅+< ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,求m 的最小值.解:(2)由(1)知当(1,)x ∈+∞时,1ln 0x x -->令112n x =+得11ln(1)22n n +<,从而 221111111ln(1)ln(1)ln(1)112222222n n n ++++⋅⋅⋅++<++⋅⋅⋅+=-<故2111(1)(1)(1)222n e ++⋅⋅⋅+<而23111(1)(1)(1)2222+++>,所以m 的最小值为3.变式1:(理)已知函数()()()021>+-+=a ax xx ln x f .(1)若不等式()0≥x f 对于任意的0≥x 恒成立,求实数a 的取值范围;(2)证明:().N n ln ln ln ln n n n *-∈⎪⎭⎫⎝⎛->⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⋅⋅⋅+++1212121279353变式1:(2020河南开封二模)已知函数()1xf x e x =--.(1)证明()0f x >;(2)设m 为整数,且对于任意正整数n ,2111111222n m ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++⋅⋅⋅+< ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 求m 的最小值.类型六:与切、割线相关的不等式例24:已知函数()()2901xf x a ax =>+ (1)求()f x 在1,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最大值;(2)若直线2y x a =-+为曲线()y f x =的切线,求实数的值;(3)当2a =时,设12141,,22x x x ⎡⎤⋅⋅⋅∈⎢⎥⎣⎦,且121414x x x +⋅⋅⋅+=,若不等式()()()1214f x f x f x λ+⋅⋅⋅+≤恒成立,求实数λ的最小值.解:证明()29412xf x x x=≤-++,即32281040x x x -+-+≥, 令()3228104F x x x x =-+-+,()261610F x x x '=-+-,所以()F x在1,12⎛⎫⎪⎝⎭,5,23⎛⎫ ⎪⎝⎭递减,在51,3⎛⎫ ⎪⎝⎭递增.而()50,203F F ⎛⎫>> ⎪⎝⎭,表明不等式()29412xf x x x =≤-++成立.所以()()()12141244+442n f x f x f x x x x ++⋅⋅⋅+≤-+-+⋅⋅⋅-+=, 等号在全部为1时成立,所以λ最小值为42。
高考导数问题常见题型总结精品资料
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高考导数问题常见题型总结高考有关导数问题解题方法总结一、考试内容导数的概念,导数的几何意义,几种常见函数的导数;两个函数的和、差、基本导数公式,利用导数研究函数的单调性和极值,函数的最大值和最小值。
二、热点题型分析题型一:利用导数研究函数的极值、最值。
1.32()32f x x x =-+在区间[]1,1-上的最大值是 2 2.已知函数2)()(2=-==x c x x x f y 在处有极大值,则常数c = 6 ;3.函数331x x y -+=有极小值 -1 ,极大值 3题型二:利用导数几何意义求切线方程1.曲线34y x x =-在点()1,3--处的切线方程是 2y x =-2.若曲线x xx f -=4)(在P 点处的切线平行于直线03=-y x ,则P 点的坐标为(1,0)3.若曲线4y x =的一条切线l 与直线480x y +-=垂直,则l 的方程为 430x y --=4.求下列直线的方程: (1)曲线123++=x x y 在P(-1,1)处的切线; (2)曲线2x y =过点P(3,5)的切线; 解:(1)123|y k 23 1)1,1(1x /2/23===∴+=∴++=-=-上,在曲线点-x x y x x y P所以切线方程为02 11=+-+=-y x x y 即,(2)显然点P (3,5)不在曲线上,所以可设切点为),(00y x A ,则200x y =①又函数的导数为x y2/=,所以过),(00y x A 点的切线的斜率为/2|0x y k x x ===,又切线过),(00y x A 、P(3,5)点,所以有352000--=x y x ②,由①②联立方程组得,⎩⎨⎧⎩⎨⎧====255 110000y x y x 或,即切点为(1,1)时,切线斜率为;2201==x k ;当切点为(5,25)时,切线斜率为10202==x k ;所以所求的切线有两条,方程分别为2510 12 )5(1025)1(21-=-=-=--=-x y x y x y x y 或即,或题型三:利用导数研究函数的单调性,极值、最值1.已知函数))1(,1()(,)(23f P x f y c bx ax x x f 上的点过曲线=+++=的切线方程为y=3x+1(Ⅰ)若函数2)(-=x x f 在处有极值,求)(x f 的表达式;(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,求函数)(x f y =在[-3,1]上的最大值; (Ⅲ)若函数)(x f y =在区间[-2,1]上单调递增,求实数b 的取值范围解:(1)由.23)(,)(223b ax x x f c bx ax x x f ++='+++=求导数得过))1(,1()(f P x f y 上点=的切线方程为:).1)(23()1(),1)(1()1(-++=+++--'=-x b a c b a y x f f y 即而过.13)]1(,1[)(+==x y f P x f y 的切线方程为上故⎩⎨⎧-=-=+⎩⎨⎧-=-=++3023323c a b a c a b a 即∵124,0)2(,2)(-=+-∴=-'-==b a f x x f y 故时有极值在 ③由①②③得 a=2,b=-4,c=5 ∴.542)(23+-+=x x x x f (2)).2)(23(443)(2+-=-+='x x x x x f当;0)(,322;0)(,23<'<≤->'-<≤-x f x x f x 时当时① ②13)2()(.0)(,132=-=∴>'≤<f x f x f x 极大时当 又)(,4)1(x f f ∴=在[-3,1]上最大值是13。
高考化学导数压轴大题7大题型梳理归纳
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高考化学导数压轴大题7大题型梳理归纳高考化学中常出现的一个考点就是导数的计算。
在导数题型中,有许多题型都是常规题型,只要熟练掌握计算方法,就能轻松解决。
为了帮助同学们熟悉和掌握导数的计算方法,本文将对高考化学导数压轴大题7大题型进行梳理和归纳。
1. 用导数计算函数的极值这种类型问题是考查导数的应用,要求求出函数的极值,主要是求导数为零的点。
这种题型的计算方法比较简单,只需要求出函数的导数,令其为0,然后解方程得到导数为零的点,最后带入原函数求出对应函数值即可。
2. 用导数计算函数的单调性这种类型问题是考查导数与函数单调性的关系,要求求出函数的单调区间。
这种题型的计算方法也比较简单,只需要求出函数的导数,然后根据导数的正负确定函数的单调性。
3. 函数的凹凸性这种类型问题是考查函数凹凸性与导数的关系,要求求出函数的凹凸区间。
这种题型的计算方法较为复杂,需要先求出函数的二次导函数,然后根据二次导数的正负确定函数的凹凸性。
4. 极值相关问题这种类型问题是考查函数极值与导数的关系,要求求出函数的极值、最值等。
这种题型的计算方法与第一种题型类似,也是求出函数的导数,只不过需要进一步判断最值的情况。
5. 形状相关问题这种类型问题是考查函数的整体形状与导数的关系,要求求出函数的拐点、点的曲率等相关信息。
这种题型的计算方法需要求出函数的二次导数,然后根据二次导数的正负确定相关信息。
6. 参数方程导数这种类型问题是考查对参数方程进行求导的能力,要求求出参数方程的切线、法线等相关信息。
这种题型的计算方法相对较为简单,只需要对参数方程中每一项分别求导即可。
7. 高阶导数这种类型问题是考查高阶导数与其他信息的关系,要求求出函数的高阶导数。
这种题型的计算方法比较复杂,需要先求出函数的所有导数,然后根据高阶导数的性质进行推导。
以上便是高考化学导数压轴大题7大题型的梳理和归纳,希望对同学们备战高考有所帮助。
导数研究函数单调性5种题型总结- 高考数学常考题型(新高考专用)
![导数研究函数单调性5种题型总结- 高考数学常考题型(新高考专用)](https://img.taocdn.com/s3/m/e369992fb80d6c85ec3a87c24028915f804d84c6.png)
第5讲 导数研究函数单调性5种题型总结【考点总结】含参数单调性讨论(1)求导化简定义域(化简应先通分,然后能因式分解要进行因式分解,定义域需要注意是否是一个连续的区间);(2)变号保留定号去(变号部分:导函数中未知正负,需要单独讨论的部分.定号部分:已知恒正或恒负,无需单独讨论的部分);(3)恒正恒负先讨论(变号部分因为参数的取值恒正恒负);然后再求有效根;(4)根的分布来定参(此处需要从两方面考虑:根是否在定义域内和多根之间的大小关系);(5)导数图像定区间;【题型目录】题型一:导函数为一次函数型题型二:导函数为准一次函数型题型三:导函数为二次可分解因式型题型四:导函数为二次不可因式分解型题型五:导函数为准二次函数型【典型例题】题型一:导函数为一次函数型【例1】(2023河南·高三开学考试(文))已知函数()()()ln 12f x a x x a =+-∈R .(1)讨论函数()f x 的单调性; 【答案】(1)当0a 时,()f x 在()0,∞+上单调递;当0a >时,数()f x 在0,2a ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增;在,2a ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上单调递减;【分析】(1)对函数求导,讨论0a 和0a >两种情况,即可得出函数的单调性;【详解】(1)由题知函数()f x 的定义域为()0,∞+,()22a a x f x x x-'=-= ①当0a ≤时,()0f x '<,此时函数()f x 在()0,∞+上单调递;②当0a >时,令()0f x '>,得02a x <<;令()0f x '<,得2a x >,所以函数()f x 在0,2a ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增;在,2a ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上单调递减;综上,当0a 时,()f x 在()0,∞+上单调递;当0a >时,数()f x 在0,2a ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增;在,2a ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上单调递减;【例2】(2022·辽宁营口·高二期末)已知函数()ln 1f x a x x =+-(其中a 为参数).(1)求函数()f x 的单调区间; 【答案】(1)答案见解析【分析】(1)求出原函数的导函数,然后对a 分类求得函数的单调区间;【详解】(1)()x a f x x+'=,,()0x ∈+∞, 当0a ≥时,()0f x '>,()f x ∴在(0,)+∞单调递增,当0a <时,令()0f x '=,得x a =-,(0,)x a ∈-时,()0f x '<,()f x 单调递减,(,)x a ∈-+∞时,()0,()f x f x '>单调递增;综上:0a ≥时,()f x 在(0,)+∞上递增,无减区间, 当0a <时,()f x 的单调递减区间为(0,)a -,单调递增区间为(,)a -+∞;【例3】(2022·江西·二模(文))己知函数()()R a x ax x f ∈++=1ln ,讨论()f x 的单调性。
导数大题20种题型讲解
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导数大题20种题型讲解1.多项式函数求导:题目描述:求函数f(x)=ax^n的导数。
解答步骤:使用幂函数的导数公式,对函数f(x)进行求导,得到f'(x)=nax^(n-1)。
2.常数函数求导:题目描述:求函数f(x)=c的导数。
解答步骤:常数函数的导数始终为零,即f'(x)=0。
3.指数函数求导:题目描述:求函数f(x)=e^x的导数。
解答步骤:指数函数e^x的导数仍然是e^x,即f'(x)=e^x。
4.对数函数求导:题目描述:求函数f(x)=ln(x)的导数。
解答步骤:对数函数ln(x)的导数为1/x,即f'(x)=1/x。
5.三角函数求导:题目描述:求函数f(x)=sin(x)的导数。
解答步骤:三角函数sin(x)的导数为cos(x),即f'(x)=cos(x)。
6.反三角函数求导:题目描述:求函数f(x)=arcsin(x)的导数。
解答步骤:反三角函数的导数可以通过导数公式计算,即f'(x)=1/sqrt(1-x^2)。
7.复合函数求导:题目描述:求函数f(x)=(2x+1)^3的导数。
解答步骤:使用链式法则,将复合函数拆解成内外两个函数,并分别求导。
对于本题,先对内函数u=2x+1求导,然后乘以外函数v=u^3的导数。
8.分段函数求导:题目描述:求函数f(x)={x^2,x<0;x,x≥0}的导数。
解答步骤:由于该函数在x=0处存在不连续点,需要分别对x<0和x≥0的部分进行求导。
对于x<0的部分,求导结果为2x;对于x≥0的部分,求导结果为1。
9.隐函数求导:题目描述:求函数方程x^2+y^2=25的导数dy/dx。
解答步骤:对方程两边同时求导,并利用隐函数求导法则,最后解出dy/dx的表达式。
10.参数方程求导:题目描述:已知参数方程x=t^2,y=2t+1,求曲线的切线斜率。
解答步骤:对参数方程中的x和y分别求导,然后计算dy/dx的值,即可得到切线斜率。
导数专题的题型总结
![导数专题的题型总结](https://img.taocdn.com/s3/m/6e97f3b7846a561252d380eb6294dd88d1d23d5f.png)
导数专题的题型总结一、导数的概念与运算题型1. 求函数的导数- 题目:求函数y = x^3+2x - 1的导数。
- 解析:- 根据求导公式(x^n)^′=nx^n - 1,对于y = x^3+2x - 1。
- 对于y = x^3,其导数y^′=(x^3)^′ = 3x^2;对于y = 2x,其导数y^′=(2x)^′=2;对于y=-1,因为常数的导数为0,所以y^′ = 0。
- 综上,函数y = x^3+2x - 1的导数y^′=3x^2+2。
2. 复合函数求导- 题目:求函数y=(2x + 1)^5的导数。
- 解析:- 设u = 2x+1,则y = u^5。
- 根据复合函数求导公式y^′_x=y^′_u· u^′_x。
- 先对y = u^5求导,y^′_u = 5u^4;再对u = 2x + 1求导,u^′_x=2。
- 所以y^′ = 5u^4·2=10(2x + 1)^4。
二、导数的几何意义题型1. 求切线方程- 题目:求曲线y = x^2在点(1,1)处的切线方程。
- 解析:- 对y = x^2求导,根据求导公式(x^n)^′=nx^n - 1,可得y^′ = 2x。
- 把x = 1代入导数y^′中,得到切线的斜率k = 2×1=2。
- 由点斜式方程y - y_0=k(x - x_0)(其中(x_0,y_0)=(1,1),k = 2),可得切线方程为y - 1=2(x - 1),即y = 2x-1。
2. 已知切线方程求参数- 题目:已知曲线y = ax^2+3x - 1在点(1,a + 2)处的切线方程为y = 7x + b,求a和b的值。
- 解析:- 先对y = ax^2+3x - 1求导,y^′=2ax + 3。
- 把x = 1代入导数y^′中,得到切线的斜率k = 2a+3。
- 因为切线方程为y = 7x + b,所以切线斜率为7,即2a + 3=7,解得a = 2。
导数大题20种主要题型
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导数大题20种主要题型一、求函数的单调性1. 给出函数解析式,求导数,并根据导数正负确定函数的单调区间。
2. 给出函数解析式和区间,求函数在区间内的单调性。
二、求函数的极值3. 给出函数解析式,求导数,并根据导数正负确定函数的极值点,求出极值。
4. 给出函数解析式和区间,求函数在区间内的极值点,并求出极值。
三、求函数的最大值或最小值5. 给出函数解析式,求导数,并根据导数正负确定函数的单调区间,从而确定函数的最大值或最小值。
6. 给出函数解析式和区间,求函数在区间内的极值点,并求出极值,再与区间端点的函数值比较,得到函数的最大值或最小值。
四、确定函数图像的单调区间7. 给出函数解析式,求导数,并根据导数正负确定函数图像的单调区间。
8. 给出函数图像的大致形状,根据图像的变化趋势,确定函数解析式,并求导数,确定函数图像的单调区间。
五、判断函数的零点9. 给出函数解析式和区间,判断函数在区间内的零点个数。
10. 给出函数解析式和大致的图像,根据图像的变化趋势,判断函数在某一点的零点是否存在。
六、判断函数的最值点11. 给出函数解析式和区间,判断函数在区间内的最值点。
12. 给出函数图像的大致形状,根据图像的变化趋势,确定函数在某一点的最值点。
七、判断函数的极值点13. 给出函数解析式,求导数,并根据导数正负确定函数的极值点。
14. 给出函数图像的大致形状,根据图像的变化趋势,判断函数在某一点的极值点。
八、求解不等式九、求解方程的根十、利用导数证明不等式十一、利用导数求最值十二、利用导数求多变量函数的平衡点十三、利用导数研究函数的图像性质十四、利用导数研究函数的极值和最值十五、利用导数求解高阶导数十六、利用导数求实际问题的最优解十七、利用导数求解曲线的切线方程十八、利用导数研究函数的凹凸性十九、利用导数求解函数的零点个数二十、物理问题的应用。
(完整版)高考导数题型归纳
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.已知函数)(ln)(2Rmmxxxf
;若m=0,A(a,f(a))、B(b,f(b))是函数f(x)图象上不同的两点.且a>b>0, )(xf为f(x)的
)()()()
(bfbabfafbaf
求证 :*)(1...
1211)1ln(122...725232Nnnnn
,()0gx恒成立,则称函数()yfx在区间D上为“凸函数”,已知实数m是常数,
32
)
62xmxxfx,若对满足2m的任何一个实数m,函数()fx在区间,ab上都为“凸函
,求ba的最大值. (答案:2)
设函数xxxfln)(。证明:当a>3时,对任意0x,xeafxaf)()(成立。
xeafxaf)()(化为
ax
afexaf)()(),研究aeafag)()(的单调性。)
1:判断函数零点的个数。
.设31,()(1)ln
aRfxxaxax.若函数()yfx有零点,求a的取值范围.
(提示:当1a时,0)1(f,0)3(af,所以成立,答案,
1)
.求过点(1,0)作函数xxyln图象的切线的个数。(答案:两条)
a的取值范围为1,
)
1.设函数xexf1)( ,0x时,
)(axxxf,求实数a的取值范围
1,0)
函数
xaxf1ln)(,当.0a对x>0,1)ln2(xax,求实数a取值范围。
(多种方法求解。(答案:1,0e)
变更主元
()yfx在区间D上的导数为()fx,()fx在区间D上的导数为()gx,若在区间D
2:已知函数零点,求系数。
(研究函数图象与x轴交点的个数);方程法;转化法(由函数转化方程,再转化
完整版)导数的综合大题及其分类
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完整版)导数的综合大题及其分类.导数在高考中是一个经常出现的热点,考题难度比较大,多数情况下作为压轴题出现。
命题的主要热点包括利用导数研究函数的单调性、极值、最值,不等式,方程的根以及恒成立问题等。
这些题目体现了分类讨论、数形结合、函数与方程、转化与化归等数学思想的运用。
题型一:利用导数研究函数的单调性、极值与最值这类题目的难点在于分类讨论,包括函数单调性和极值、最值综合问题。
1.单调性讨论策略:单调性的讨论是以导数等于零的点为分界点,将函数定义域分段,在各段上讨论导数的符号。
如果不能确定导数等于零的点的相对位置,还需要对导数等于零的点的位置关系进行讨论。
2.极值讨论策略:极值的讨论是以单调性的讨论为基础,根据函数的单调性确定函数的极值点。
3.最值讨论策略:图象连续的函数在闭区间上最值的讨论,是以函数在该区间上的极值和区间端点的函数值进行比较为标准进行的。
在极值和区间端点函数值中最大的为最大值,最小的为最小值。
例题:已知函数f(x)=x-,g(x)=alnx(a∈R)。
x1.当a≥-2时,求F(x)=f(x)-g(x)的单调区间;2.设h(x)=f(x)+g(x),且h(x)有两个极值点为x1,x2,其中h(x1)=h(x2),求a的值。
审题程序]1.在定义域内,依据F′(x)=0的情况对F′(x)的符号进行讨论;2.整合讨论结果,确定单调区间;3.建立x1、x2及a间的关系及取值范围;4.通过代换转化为关于x1(或x2)的函数,求出最小值。
规范解答]1.由题意得F(x)=x-x/(x2-ax+1)-alnx,其定义域为(0,+∞)。
则F′(x)=(x2-ax+1)-x(2ax-2)/(x2-ax+1)2.令m(x)=x2-ax+1,则Δ=a2-4.①当-2≤a≤2时,Δ≤0,从而F′(x)≥0,所以F(x)的单调递增区间为(0,+∞);②当a>2时,Δ>0,设F′(x)=0的两根为x1=(a+√(a2-4))/2,x2=(a-√(a2-4))/2,求h(x1)-h(x2)的最小值。
导数中构造函数比大小问题题型总结-高考数学常考题型(新高考专用)
![导数中构造函数比大小问题题型总结-高考数学常考题型(新高考专用)](https://img.taocdn.com/s3/m/ecc9a02fb80d6c85ec3a87c24028915f804d84a6.png)
第4讲 导数中构造函数比大小问题题型总结【典型例题】题型一:构造()xx x f ln =比较大小此函数定义域为()+∞,0,求导()2ln 1x x x f -=',当()e x ,0∈时,()0>'x f ,故()x f 为增函数,当()+∞∈,e x 时,()0<'x f ,故()x f 为减函数,当e x =时,()x f 取得极大值为()ee f 1=,且()()222ln 42ln 244ln 4f f ====,此结论经常用来把函数转化到同一边进行比较 【例1】(2022·广东·佛山市南海区九江中学高二阶段练习)若1ln 2ln 3,,e 23a b c ===,则,,a b c 的大小关系为( )A .a c b >>B .b c a >>C .c b a >>D .a b c >> 【答案】A【解析】【分析】通过对三个数的变形及观察,可以构造出函数()ln x f x x =,通过求导分析其单调性即可得到答案 【详解】 解:1ln e ln 2ln 4ln 3,,e e 243a b c =====,设()()2ln 1ln ,x x f x f x x x -'==,则e x >时,()0f x '<,故()f x 在()e,∞+上单调递减,则()()()3e 4f f f >>,即ln e ln 3ln 4e 34>>,所以a c b >>. 故选:A.【例2】(2023·全国·高三专题练习)设24ln 4a e -=,ln 22b =,1c e =,则( ) A .a c b <<B .a b c <<C .b a c <<D .b c a << 【答案】C【解析】【分析】结合已知要比较函数值的结构特点,可考虑构造函数()ln x f x x=,然后结合导数与单调性关系分析出e x =时,函数取得最大值()1e ef =,可得c 最大,然后结合函数单调性即可比较大小. 【详解】设()ln x f x x =,则()21ln x f x x -'=, 当e x >时,()0f x '<,函数单调递减,当0e x <<时,()0f x '>,函数单调递增,故当e x =时,函数取得最大值()1e ef =, 因为()2222e ln 22ln22e e e 22a f -⎛⎫=== ⎪⎝⎭,()()4ln2l e n 4e 1,24b f c f =====, 2e 42e <<, 当e x >时,()0f x '<,函数单调递减,可得()()2e 4e 2f f f ⎛⎫<< ⎪⎝⎭, 即b a c <<.故选:C【例3】(2022·吉林·高二期末)下列命题为真命题的个数是( ) ①ln 332<;①ln e ππ<①1515<;①3eln 242> A .1B .2C .3D .4 【答案】B【解析】【分析】本题首先可以构造函数()ln x f x x =,然后通过导数计算出函数()ln x f x x=的单调性以及最值,然后通过对①①①①四组数字进行适当的变形,通过函数()ln x f x x =的单调性即可比较出大小. 【详解】解:构造函数()ln x f x x =,则()21ln x f x x -'=,当0e x <<时,()0f x '>,e x >时,()0f x '<,所以函数()ln x f x x=在()0,e 上递增,在()e,+∞上递减, 所以当e x =时()f x 取得最大值1e, ln 323l 2n 3ln 23323⇔<, 32e <<可得()23f f <,故①正确;ln ln e ln e e ππππe e π,可得(e f f π<,故②错误; 15ln 2ln 15ln 4ln 15215152ln15241515<<⇔⇔<, 因为函数()ln x f x x =在()e,+∞上递减, 所以()(415f f <,故③正确; 因为22e >,所以(()22e f f <, ln 22ln e e 22<3ln 21e 22<,则222 即3eln 242<④错误,综上所述,有2个正确.故选:B .【点睛】本题考查如何比较数的大小,当两个数无法直接通过运算进行大小比较时,如果两个数都可以转化为某个函数上的两个函数值,那么可以构造函数,然后通过函数的单调性来判断两个数的大小,考查函数思想,是难题.【例4】(2021·陕西汉中·高二期末(理))已知a ,b ,c 均为区间()0,e 内的实数,且ln55ln a a =,ln66ln b b =,ln77ln c c =,则a ,b ,c 的大小关系为( )A .a c b >>B .a b c >>C .c a b >>D .c b a >> 【答案】B【解析】【分析】构造函数()ln x f x x =,由导数判断函数单调性,进而利用单调性即可求解.【详解】解:令()ln x f x x =,则()21ln x f x x -'=, 当0e x <<时,()0f x '>,函数()F x 在()0,e 上单调递增,当e x >时,()0f x '<,函数()f x 在()e,+∞上单调递减,因为765e >>>,所以()()()765f f f <<,因为a ,b ,c 均为区间()0,e 内的实数,且ln 5ln 5a a =,ln 6ln 6b b =,ln 7ln 7c c =, 所以()()()f a f b f c >>,所以a b c >>,故选:B.【例5】(2022·江西·高三阶段练习(理))设ln 28a =,21e b =,ln 612c =,则( ) A .a c b <<B .a b c <<C .b a c <<D .c a b << 【答案】B【解析】【分析】根据a 、b 、c 算式特征构建函数()2ln x f x x =,通过求导确定函数单调性即可比较a 、b 、c 的大小关系. 【详解】令()2ln x f x x =,则()42ln 0e x x x x x f x '-==⇒= 因此()2ln x f x x =在[e,)∞+上单调递减, 又因为ln 2ln 4(4)816a f ===,22ln e 1=(e)e e b f ==,ln 6ln 6(6)12c f ===, 因为4e 6e >>>a b c <<.故选:B .【题型专练】1.(2022·四川省资阳中学高二期末(理))若ln212ln3,,29e a b c ===,则( ) A .b a c >> B .b c a >>C .a b c >>D .a c b >> 【答案】A【解析】【分析】令()ln x f x x =,利用导数说明函数的单调性,即可得到函数的最大值,再利用作差法判断a 、c ,即可得解; 【详解】解:令()ln x f x x =,则()21ln x f x x -'=,所以当0e x <<时()0f x '>,当e x >时()0f x '<, 所以()f x 在()0,e 上单调递增,在()e,+∞上单调递减,所以()()max ln e 1e e e f x f ===,所以1e ln22> 又94ln22ln39ln 24ln 3ln 2ln 3ln 512ln 91029181818----===> 所以ln22ln329>,即b a c >>. 故选:A2.(2022·浙江台州·高二期末)设24ln 4e a -=,ln 22b =,33c = ) A .a b c <<B .b a c <<C .a c b <<D .b c a << 【答案】B【解析】【分析】 由题设22e ln 2e 2a =,ln 44b =,ln 33c =,构造ln ()x f x x=并利用导数研究单调性,进而比较它们的大小. 【详解】 由题设,222e ln 4ln 42e e 2a -==,ln 2ln 424b ==,3ln 333c ==, 令ln ()x f x x=且0x >,可得21ln ()x f x x -'=, 所以()0f x '>有0e x <<,则(0,e)上()f x 递增;()0f x '<有e x >,则(e,)+∞上()f x 递减;又2e 43e 2>>>,故c a b >>. 故选:B3.(2022·四川广安·模拟预测(理))在给出的(1e ln 33>2)43ln 34<e (3)e e ππ>.三个不等式中,正确的个数为( )A .0个B .1个C .2个D .3个【答案】C【解析】【分析】根据题目特点,构造函数()ln x f x x =,则可根据函数()ln x f x x =的单调性解决问题. 【详解】首先,我们来考察一下函数()ln x f x x =,则 ()21ln x f x x -'=, 令()0,f x '>解得0e x <<,令()0,f x '<解得e x >,故()ln x f x x=在区间()0,e 上单调递增,在区间()e,+∞单调递减,所以,(1)e 3ff <ln e ln 3e 3<e ln 33> (2)()43e 3f f ⎛⎫< ⎪⎝⎭,即4343lne ln33e <,即43e ln 34⋅>,则错误; (3)()()πf e f >,即e e e e e e ππππππln ln ln ln ln ln >⇒>⇒>, 所以,e e ππ>,则正确故选:C.4.(2022·四川资阳·高二期末(文))若ln 33a =,1e b =,3ln 28c =,则( ) A .b a c >>B .b c a >>C .c b a >>D .c a b >> 【答案】A【解析】【分析】 设函数ln (),(0)x f x x x=>,求出其导数,判断函数的单调性,由此可判断出答案. 【详解】 设ln (),(0)x f x x x =>,则21ln ()x f x x -'=, 当0e x <<时,()0f x '>,()f x 递增,当e x >时,()0f x '<,()f x 递减,当e x =时,函数取得最小值,由于e 38<< ,故lne ln 3ln8e 38>>,即b a c >>, 故选:A5.(2022·山东日照·高二期末)π是圆周率,e 是自然对数的底数,在e 3,3e ,33,e e ,πe ,3π,π3,e π八个数中,最小的数是___________,最大的数是___________.【答案】 e e π3【解析】【分析】分别利用指数函数的单调性,判断出底数同为3,e 以及π的数的大小关系,再由幂函数的单调性,找出最小的数,最后利用函数()ln x f x x =的单调性,判断出最大的数. 【详解】显然八个数中最小的数是e e .函数3x y =是增函数,且e 3π<<,①e 3π333<<;函数e x y =是增函数,且e 3π<<,e 3πe e e <<;函数πx y =是增函数,且e 3π<<,e 3ππ<;函数e y x =在()0,∞+是增函数,且e 3π<<,e e e e 3π<<,则八个数中最小的数是e e函数πy x =在()0,∞+是增函数,且e 3<,ππe 3<,八个数中最大的数为3π或π3,构造函数()ln x f x x =, 求导得()21ln x f x x -'=,当()e,x ∈+∞时()0f x '<,函数()f x 在()e,+∞是减函数,()()3πf f >, 即ln 3ln π3π>,即πln33ln π>,即π3ln 3ln π>,π33π∴>, 则八个数中最大的数是π3.故答案为:e e ;π3.6.(2022·安徽省宣城中学高二期末)设24ln41,,ln 2e e a b c -===,,a b c 的大小关系为( ) A .a b c <<B .b a c <<C .a c b <<D .c a b <<【答案】D【解析】【分析】 设ln ()(0)x f x x x =>,利用导数求得()f x 的单调性和最值,化简可得2e 2a f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,(e)b f =,(2)c f =,根据函数解析式,可得ln 4(4)(2)4f f ==且2e e 42<<,根据函数的单调性,分析比较,即可得答案. 【详解】 设ln ()(0)x f x x x =>, 则221ln 1ln ()x x x x f x x x ⋅--'==, 当(0,e)x ∈时,()0f x '>,则()f x 为单调递增函数,当(e,)x ∈+∞时,()0f x '<,则()f x 为单调递减函数, 所以max 1()(e)ef x f ==, 又222222e ln 4ln42(ln e e 2e e e 22ln 2)a f ⎛⎫-==-== ⎪⎝⎭,1(e)e b f ==,12ln 2(2)2c f ===, 又2ln 4ln 2ln 2(4)(2)442f f ====,2e e 42<<,且()f x 在(e,)+∞上单调递减, 所以2e (2)(4)2f f f ⎛⎫=< ⎪⎝⎭, 所以b a c >>.故选:D7.(2022·黑龙江·大庆实验中学高二期末)已知实数a ,b ,c 满足ln ln ln 0e a a b c b c ==-<,则a ,b ,c 的大小关系为( )A .b c a <<B .c b a <<C .a b c <<D .b a c << 【答案】C【解析】【分析】判断出01,01,1a b c <<<<>,构造函数ln (),(0)x f x x x =>,判断01x <<时的单调性,利用其单调性即可比较出a,b 的大小,即可得答案.【详解】 由ln ln ln 0e a a b c b c==-<,得01,01,1a b c <<<<> , 设ln (),(0)x f x x x => ,则21ln ()x f x x -'=, 当01x <<时,()0f x '>,()f x 单调递增,因为01a <<,所以e 1>>a a , 所以ln ln e a aa a >,故()()ln ln ln e ,=>∴>a ab a f b f a b a ,则b a > , 即有01a bc <<<<,故a b c <<.故选:C.题型二:利用常见不等式关系比较大小1、常见的指数放缩:)1();0(1=≥=+≥x ex e x x e xx证明:设()1--=x e x f x ,所以()1-='x e x f ,所以当()0,∞-∈x 时,()0<'x f ,所以()x f 为减函数,当当()+∞∈,0x 时,()0>'x f ,所以()x f 为增函数,所以当0=x 时,()x f 取得最小值为()00=f ,所以()0≥x f ,即1+≥x e x2.常见的对数放缩:)(ln );1(1ln 11e x ex x x x x x =≤=-≤≤- 3.常见三角函数的放缩:x x x x tan sin ,2,0<<⎪⎭⎫ ⎝⎛∈π【例1】(2022·湖北武汉·高二期末)设4104a =,ln1.04b =,0.04e 1c =-,则下列关系正确的是( ) A .a b c >>B .b a c >>C .c a b >>D .c b a >>【答案】D【解析】【分析】 分别令()()e 10x f x x x =-->、()()()ln 10g x x x x =+->、()()()ln 101x h x x x x=+->+,利用导数可求得()0f x >,()0g x <,()0h x >,由此可得大小关系.【详解】令()()e 10x f x x x =-->,则()e 10x f x '=->,()f x ∴在()0,∞+上单调递增,()()00f x f ∴>=,即1x e x ->,则0.04e 10.04->;令()()()ln 10g x x x x =+->,则()11011x g x x x'=-=-<++, ()g x ∴在()0,∞+上单调递减,()()00g x g ∴<=,即()ln 1x x +<,则ln1.040.04<;0.04e 1ln1.04∴->,即c b >;令()()()ln 101x h x x x x=+->+,则()()()22110111x h x x x x '=-=>+++, ()h x ∴在()0,∞+上的单调递增,()()00h x h ∴>=,即()ln 11x x x +>+, 则0.044ln1.04 1.04104>=,即b a >; 综上所述:c b a >>.故选:D.【点睛】关键点点睛:本题解题关键是能够通过构造函数的方式,将问题转化为函数值的大小关系的比较问题,通过导数求得函数的单调性后,即可得到函数值的大小.【例2】(2022·山东菏泽·高二期末)已知910a =,19e b -=,101ln 11c =+,则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .a b c <<B .b a c <<C .c b a <<D .c a b << 【答案】B【解析】 【分析】首先设()e 1x f x x =--,利用导数得到()e 10xx x >+≠,从而得到11b a>,设()ln 1g x x x =-+,利用导数得到()ln 11x x x <-≠,从而得到111ln 1010<和c a >,即可得到答案. 【详解】解:设()e 1x f x x =--,()e 1xf x '=-,令0fx ,解得0x =.(),0x ∈-∞,0fx,()f x 单调递减,()0,x ∞∈+,0fx,()f x 单调递增.所以()()00f x f ≥=,即e 10x x --≥,当且仅当0x =时取等号.所以()e 10xx x >+≠.又1911101e 199b a=>+==,0,0a b >>,故11b a >,所以b a <; 设()ln 1g x x x =-+,()111xg x x x-'=-=,令0g x ,解得1x =.()0,1∈x ,0g x ,()g x 单调递增, ()1,x ∈+∞,0g x,()g x 单调递减.所以()()10g x g ≤=,即ln 10x x -+≤,当且仅当1x =时取等号. 所以()ln 11x x x <-≠,故11111ln 1101010<-=, 又1011011lnln ln ln1011101110c a -=+>+==,所以c a >, 故b a c <<. 故选:B.【例3】(2022·四川凉山·高二期末(文))已知0.01e a =, 1.01b =,1001ln 101c =-,则( ). A .c a b >> B .a c b >>C .a b c >>D .b a c >>【答案】C 【解析】 【分析】构造函数()e 1x f x x =--,由导数确定单调性,进而即得. 【详解】设()e 1x f x x =--,则e ()10x f x '=->,在0x >时恒成立, 所以()f x 在(0,)+∞上是增函数,所以e 1(0)0x x f -->=,即e 1x x >+,0x >, ①0.01e 1.01>,又ln1.010>, ①ln1.01e 1ln1.01>+,即1001.011ln 101>-, 所以a b c >>. 故选:C .【例4】(2022·四川绵阳·高二期末(理))若8ln 7a =,18=b ,7ln 6c =,则( )A .a c b <<B .c a b <<C .c b a <<D .b a c <<【答案】D 【解析】 【分析】构造函数()1ln 1f x x x=+-,其中1x >,利用导数分析函数()f x 的单调性,可比较得出a 、b 的大小关系,利用对数函数的单调性可得出c 、a 的大小关系,即可得出结论. 【详解】构造函数()1ln 1f x x x=+-,其中1x >,则()221110x f x x x x -'=-=>,所以,函数()f x 在()1,+∞上为增函数,故()()10f x f >=, 则88781ln 1ln 077878f ⎛⎫=+-=-> ⎪⎝⎭,即a b >,78lnln 67>,因此,b a c <<. 故选:D.【例5】(2022·全国·高考真题(理))已知3111,cos ,4sin 3244a b c ===,则( ) A .c b a >> B .b a c >>C .a b c >>D .a c b >>【答案】A 【解析】【分析】 由14tan 4c b =结合三角函数的性质可得c b >;构造函数21()cos 1,(0,)2f x x x x =+-∈+∞,利用导数可得b a >,即可得解. 【详解】 因为14tan 4c b =,因为当π0,,sin tan 2x x x x ⎛⎫∈<< ⎪⎝⎭所以11tan44>,即1cb >,所以c b >;设21()cos 1,(0,)2f x x x x =+-∈+∞, ()sin 0f x x x '=-+>,所以()f x 在(0,)+∞单调递增,则1(0)=04f f ⎛⎫> ⎪⎝⎭,所以131cos 0432->, 所以b a >,所以c b a >>, 故选:A 【题型专练】1.(2022·福建·莆田一中高二期末)设ln1.01a =, 1.0130e b =,1101c =,则( ) A .a b c << B .a c b << C .c b a << D .c a b <<【答案】D 【解析】 【分析】构造函数()ln 1f x x x =-+(0x >),证明ln 1≤-x x ,令 1.01x =,排除选项A,B,再比较,a b 大小,即得解. 【详解】解:构造函数()ln 1f x x x =-+(0x >),()10f =,()111xf x x x-'=-=, 所以()f x 在()0,1上()0f x '>,()f x 单调递增,()f x 在()1,+∞上()0f x '<,()f x 单调递减,所以max ()(1)0,ln 10,ln 1f x f x x x x ==∴-+≤∴≤-, 令 1.01x =,则ln a x =,30e x b =,11c x=-,考虑到ln 1≤-x x ,可得11ln 1x x ≤-,1ln 1x x -≥-等号当且仅当1x =时取到,故 1.01x =时a c >,排除选项A ,B.下面比较,a b 大小,由ln 1≤-x x 得 1.01ln1.01 1.0130e<<,故b a >,所以c a b <<. 故选:D.2.(2022·吉林·长春市第二中学高二期末)已知1cos 5a =,4950b =,15sin 5=c ,则( )A .b a c >>B .c b a >>C .b c a >>D .c a b >>【答案】D 【解析】 【分析】构造函数21()cos 12f x x x =+-,利用导数求解函数()f x 的单调性,利用单调性进行求解. 【详解】解:设21()cos 1,(01)2f x x x x =+-<<,则()sin f x x x '=-, 设()sin ,(01)g x x x x =-<<,则()1cos 0g x x '=->, 故()g x 在区间(0,1)上单调递增,即()(0)0g x g >=, 即()0f x '>,故()f x 在区间(0,1)上单调递增, 所以1(0)05f f ⎛⎫>= ⎪⎝⎭,可得149cos 550>,故a b >,利用三角函数线可得0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,tan x x >,所以11tan 55>,即1sin1515cos 5>, 所以115sin cos 55>,故c a >综上,c a b >> 故选:D.3(2022·湖北武汉·高二期末)设4104a =,ln1.04b =,0.04e 1c =-,则下列关系正确的是( ) A .a b c >> B .b a c >> C .c a b >> D .c b a >>【答案】D 【解析】【分析】分别令()()e 10xf x x x =-->、()()()ln 10g x x x x =+->、()()()ln 101xh x x x x=+->+,利用导数可求得()0f x >,()0g x <,()0h x >,由此可得大小关系.【详解】令()()e 10x f x x x =-->,则()e 10xf x '=->,()f x ∴在()0,∞+上单调递增,()()00f x f ∴>=,即1x e x ->,则0.04e 10.04->;令()()()ln 10g x x x x =+->,则()11011x g x x x'=-=-<++, ()g x ∴在()0,∞+上单调递减,()()00g x g ∴<=,即()ln 1x x +<,则ln1.040.04<; 0.04e 1ln1.04∴->,即c b >;令()()()ln 101x h x x x x=+->+,则()()()22110111x h x x x x '=-=>+++, ()h x ∴在()0,∞+上的单调递增,()()00h x h ∴>=,即()ln 11xx x+>+, 则0.044ln1.04 1.04104>=,即b a >; 综上所述:c b a >>. 故选:D.题型三: 构造其它函数比大小(研究给出数据结构,合理构造函数) 【例1】(2022·河南河南·高二期末(理))已知1ln 22a a -=,1ln 33b b -=,e ln e cc -=,其中12a ≠,13b ≠,e c ≠,则a ,b ,c 的大小关系为( ).A .c a b <<B .c b a <<C .a b c <<D .a c b <<【答案】A 【解析】 【分析】构造函数()()ln 0f x x x x =->,并求()f x ',利用函数()f x 的图象去比较a b c 、、三者之间的大小顺序即可解决. 【详解】将题目中等式整理,得11ln ln 22a a -=-,11ln ln 33b b -=-,ln e lne c c -=-,构造函数()()ln 0f x x x x =->,()111x f x x x-'=-=, 令()0f x '=,得1x =,所以()f x 在()0,1上单调递减,在()1,+∞上单调递增, 函数()f x 的大致图象如图所示.因为()12f a f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,()13f b f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,()()e f c f =,且12a ≠,13b ≠,e c ≠,则由图可知1b a >>,01c <<,所以c a b <<. 故选:A .【例2】(2022·重庆市万州第二高级中学高二阶段练习)设 1.01e a =,3eb =,ln3c =,其中e 为自然对数的底数,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .b a c >> B .c a b >> C .a c b >> D .a b c >>【答案】D 【解析】 【分析】可判断 1.012e a =>,e32b =<,ln32c =<,再令()ln exf x x =-,[e x ∈,)∞+,求导判断函数的单调性,从而比较大小. 【详解】解: 1.012e a =>,e32b =<,ln32c =<, 令()ln exf x x =-,[e x ∈,)∞+,11()0e e e x f x x x-'=-=<, 故()f x 在[e ,)∞+上是减函数, 故()()e 3f f <, 即3ln30e-<,故 1.013l e e n3<<,即c b a <<, 故选:D .【例3】(2022·全国·高三专题练习)已知ln 32a =,1e 1b =-,ln 43c =,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .b a c >> B .b c a >> C .c a b >> D .c b a >>【答案】A 【解析】 【分析】根据给定条件构造函数ln ()(e)1xf x x x =≥-,再探讨其单调性并借助单调性判断作答. 【详解】令函数ln ()(e)1x f x x x =≥-,求导得()211ln ()1x x f x x --'=-,令()11ln g x x x =--,则()210,(e)xg x x x -'=<≥,故()11ln g x x x =--,(e)x ≥单调递减,又()111ln101g =--=,故()0,(e)g x x <≥,即()0,(e)f x x '<≥,而e 34<<,则(e)(3)(4)f f f >>,即1ln 3ln 4e 123>>-,所以b a c >>, 故选:A【例4】(山东省淄博市2021-2022学年高二下学期期末数学试题)设110a =,ln1.1b =,910ec -=,则( ) A .a b c << B .c a b << C .b c a << D .b a c <<【答案】D 【解析】 【分析】利用指数函数的性质可比较,a c 的大小,再构造函数()ln(1)f x x x =-+,利用导数判断函数的单调性,再利用其单调性可比较出,a b ,从而可比较出三个数的大小 【详解】因为e x y =在R 上为增函数,且9110-<-, 所以9110e e --<,因为11e 10-<,所以9101e 10-<,即a c <,令()ln(1)f x x x =-+(0x >),得1()1011xf x x x'=-=>++, 所以()f x 在(0,)+∞上递增,所以()(0)0f x f >=,所以ln(1)x x >+, 令0.1x =,则0.1ln1.1>,即1ln1.110>,即a b >, 所以b a c <<, 故选:D【例5】(2022·四川南充·高二期末(理))设0.010.01e a =,199b =,ln0.99c =-,则( ) A .c a b << B .c b a << C .a b c << D .a c b <<【答案】A 【解析】 【分析】根据给定数的特征,构造对应的函数,借助导数探讨单调性比较函数值大小作答. 【详解】令函数e ,,ln(1)1xxy x t u x x===---,21)x ∈, 显然0,0y t >>,则ln ln ln [ln ln(1)]ln(1)y t x x x x x x -=+---=+-, 令()ln(1)f x x x =+-,21)x ∈, 求导得1()1011x f x x x '=+=<--,即()f x 在21)上单调递减, 21)x ∀∈,()(0)0f x f <=,即ln ln y t y t <⇔<,因此当21)x ∈时,e 1xxx x<-,取0.01x =,则有0.010.0110.01e10.0199a b =<==-,令()e ln(1)xg x y u x x =-=+-,21)x ∈,21(1)e 1()(1)e 11x xx g x x x x -+'=++=--, 令2()(1)e 1x h x x =-+,21)x ∈,2()(21)e 0x h x x x '=+-<, ()h x 在21)上单调递减,21)x ∀∈,()(0)0h x h <=,有()0g x '>,则()g x 在21)上单调递增, 21)x ∀∈,()(0)0g x g >=,因此当21)x ∈时,e ln(1)x x x >--,取0.01x =,则有0.010.01e ln(10.01)ln 0.99a c =>--=-=, 所以c a b <<. 故选:A 【点睛】思路点睛:涉及某些数或式大小比较,探求它们的共同特性,构造符合条件的函数,利用函数的单调性求解即可.【例6】(2022·全国·高三专题练习)已知0.3πa =,20.9πb =,sin 0.1c =,则a ,b ,c 的大小关系正确的是( ) A .a b c >> B .c a b >> C .a c b >> D .b a c >>【答案】B 【解析】 【分析】作差法比较出a b >,构造函数,利用函数单调性比较出c a >,从而得出c a b >>. 【详解】 2220.30.90.3π0.90.330.90ππππa b -⨯--=-=>=,所以0a b ->,故a b >,又()πsin 3f x x x =-,则()πcos 3f x x '=-在π0,6x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭上单调递减,又()0π30f '=->,π3π306f ⎛⎫'=< ⎪⎝⎭,所以存在0π0,6x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,使得()00f x '=,且在()00,x x ∈时,()0f x '>,在0π,6x x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0f x '<,即()πsin 3f x x x =-在()00,x x ∈上单调递增,在0π,6x x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭单调递减,且π6+23012f ⎛⎫'-> ⎪⎝⎭,所以0π12x >,又因为()00f =,所以当()00,x x ∈时,()πsin 30f x x x =->,其中因为1π1012<,所以()010,10x ∈,所以1πsin 0.10.3010f ⎛⎫=-> ⎪⎝⎭,故sin 0.10.3π>,即c a b >>. 故选:B【例7】(2022·河南洛阳·三模(理))已知108a =,99b =,810c =,则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .b c a >> B .b a c >> C .a c b >> D .a b c >>【答案】D 【解析】 【分析】构造函数()()18ln f x x x =-,8x ≥,求其单调性,从而判断a ,b ,c 的大小关系. 【详解】构造()()18ln f x x x =-,8x ≥, ()18ln 1f x x x+'=--, ()18ln 1f x x x +'=--在[)8,+∞时为减函数,且()295558ln81ln8ln e 204444f =-+-=-<-=-<', 所以()18ln 10f x x x=-+-<'在[)8,+∞恒成立, 故()()18ln f x x x =-在[)8,+∞上单调递减, 所以()()()8910f f f >>,即10ln89ln98ln10>>,所以10988910>>,即a b c >>. 故选:D 【点睛】对于指数式,对数式比较大小问题,通常方法是结合函数单调性及中间值比较大小,稍复杂的可能需要构造函数进行比较大小,要结合题目特征,构造合适的函数,通过导函数研究其单调性,比较出大小. 【例8】(2022·河南·模拟预测(理))若0.2e a =, 1.2b =ln3.2c =,则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .a b c >> B .a c b >> C .b a c >> D .c b a >>【答案】B 【解析】构造函数()()e 10xf x x x =-->,利用导数可得0.2e 1.2b a >>=,进而可得 1.2e 3.2>,可得a c >,再利用函数()()21ln 1x g x x x -=-+,可得ln3.2 1.1>,即得. 【详解】令()()e 10xf x x x =-->,则()e 10x f x '=->,∴()f x 在()0,∞+上单调递增, ∴0.20.21 1.2 1.2e a b >+===,0.2 1.21.e ln 2e a >==,ln3.2c =,∵()()()6551.262.7387.4,3.2335.5e e >≈≈=,∴ 1.2e 3.2>,故a c >,设()()21ln 1x g x x x -=-+,则()()()()()22221211011x x x g x x x x x +--=-=≥++', 所以函数在()0,∞+上单调递增,由()10g =,所以1x >时,()0g x >,即()21ln 1x x x ->+, ∴()()22121.6155ln 3.2ln 2ln1.611 1.1211.613950--=+>+=>=++, 又1 1.2 1.21,1 1.2 1.1b <<<, ∴ 1.1c b >>, 故a c b >>. 故选:B. 【点睛】本题解题关键是构造了两个不等式()e 10xx x >+>与()21ln (1)1x x x x ->>+进行放缩,需要学生对一些重要不等式的积累. 【题型专练】1(2022·山东烟台·高二期末)设a =0.9,0.9b =9ln e 10c ⎛⎫= ⎪⎝⎭,则a ,b ,c 的大小关系为( )A .b c a >>B .b a c >>C .c b a >>D .c a b >>【答案】B【分析】构造函数()ln 1f x x x =--,()g x x x =. 【详解】令()ln 1f x x x =--,因为11()1x f x x x'-=-= 所以,当01x <<时,()0f x '<,()f x 单调递减,所以(0.9)0.9ln 0.91(1)0f f =-->=,即90.9ln 0.91ln(e)10>+=,a c >;令()g x x x =21()122x g x xx-'==所以,当114x <<时,()0g x '>,()g x 单调递增, 所以(0.9)(1)g g <,即0.90.90<,0.90.9<a b <. 综上,c a b <<. 故选:B2.(2022·山东青岛·高二期末)已知ln 3a π=,223b π=,1sin 0.04123c π=--,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .c b a >> B .a b c >> C .b a c >> D .a c b >>【答案】C 【解析】 【分析】构造函数得出,a b 大小,又0c <即得出结论. 【详解】构造函数()()()2ln 212ln 1f x x x x x =--=-+,则π3a b f -=,()1210f x x ⎛⎫'=-< ⎪⎝⎭在()1,+∞上恒成立,则()y f x =在()1,+∞上单调递减,故()π103a b f f -=<=,则0b a >>,()π103x x =+> ,则()π30121100433.x .-+-=>=,由对于函数()πsin 02g x x x x ⎛⎫=<< ⎪⎝⎭-,()πcos 1002g x x ,x ⎛⎫'=<<< ⎪⎝⎭-恒成立,所以, ()()sin 00g x x x g =<=-即sin x x <在π0,2⎛⎫⎪⎝⎭上恒成立.所以,11111sin0.0411sin 11sin 022222x x x x x x x x x ⎫+-+-<<⎪⎭(注:004009020305.x .,.x ..<<< )所以,b a c >> 故选:C3.(2022·湖北襄阳·高二期末)设253e 4a =,342e 5b =,35c =,则( )A .b c a <<B .a b c <<C .c b a <<D .c a b <<【答案】C 【解析】 【分析】根据式子结构,构造函数()()e ,01xf x x x=<<,利用导数判断单调性,得到2354f f ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即可判断出a b >.记()()e 2,01xg x x x =-<<,推理判断出b c >.【详解】24452533e23e 542e e 534a b ==. 记()()e ,01x f x x x =<<,则()()2e 10x xf x x -'=<,所以()e xf x x =在()0,1上单调递减. 所以2354f f ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以a b >.433422e e 5325354b c ⎛⎫-= ⎪⨯⎝--⎭=.记()()e 2,01x g x x x =-<<,则()e 2xg x '=-.所以在()0,ln 2x ∈上,()0g x '<,则()g x 单调递减;在()ln 2,1x ∈上,()0g x '>,则()g x 单调递增;所以()()()ln2min ln 2e 2ln 221ln 20g x g ==-⨯=->,所以()min 304g g x ⎛⎫>> ⎪⎝⎭,即3422e 0534b c ⨯⎛⎫-> ⎪⎝⎭=-.所以b c >.综上所述:c b a <<. 故选:C4.(2022·福建宁德·高二期末)已知a ,R b ∈,且221a b >>,则( ) A .ln ln a b a b -<-e e B .ln ln b a a b < C .e a b ba-> D .sin sin 1a ba b-<-【答案】D 【解析】 【分析】由题设有0a b >>,分别构造e ln x y x =-、ln xy x=、e x y x =、sin y x x =-,利用导数研究在,()0x ∈+∞上的单调性,进而判断各项的正误. 【详解】由221a b >>,即0a b >>,A :若e ln x y x =-且,()0x ∈+∞,则1e x y x'=-,故12|e 20x y ='=<,1|e 10x y ='=->,即y '在1(,1)2上存在零点且y '在(0,)+∞上递增,所以y 在(0,)+∞上不单调,则e ln e ln a b a b -<-不一定成立,排除; B :若ln x y x =且,()0x ∈+∞,则21ln xy x -'=, 所以(0,e)上0y '>,y 递增;(e,)+∞上0y '<,y 递减; 故y 在(0,)+∞上不单调,则ln ln a ba b<不一定成立,排除; C :若e x y x =且,()0x ∈+∞,则e (1)0x y x '=+>,即y 在(0,)+∞上递增, 所以e e a b a b >,即e a b ba-<,排除; D :若sin y x x =-且,()0x ∈+∞,则1cos 0y x '=-≥,即y 在(0,)+∞上递增, 所以sin sin a a b b ->-,即sin sin 1a ba b-<-,正确.故选:D5.(2022·贵州贵阳·高二期末(理))设 1.01e a =,3eb =,ln3c =,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .b a c >> B .c a b >>C .a c b >>D .a b c >>【答案】D 【解析】 【分析】分析可得2a >,(1,2)b ∈,(1,2)c ∈,令()ln ,[e,)e xf x x x =-∈+∞,利用导数可得()f x 的单调性,根据函数单调性,可比较ln3和3e的大小,即可得答案.【详解】由题意得 1.011e e 2a =>>,3(2e1,)b =∈,ln 3(1,2)c =∈,令()ln ,[e,)exf x x x =-∈+∞,则11e ()0e ex f x x x -'=-=≤,所以()f x 在[e,)+∞为减函数, 所以(3)(e)f f <,即3eln 3ln e 0e e-<-=,所以3ln 3e <,则 1.013e ln 3e >>,即a b c >>.故选:D6.(2022·重庆南开中学高二期末)已知6ln1.25a =,0.20.2e b =,13c =,则( )A .a b c <<B .c b a <<C .c a b <<D .a c b <<【答案】A 【解析】 【分析】0.20.20.20.2e e ln e b ==,令()ln f x x x =,利用导数求出函数()f x 的单调区间,令()e 1xg x x =--,利用导数求出函数()g x 的单调区间,从而可得出0.2e 和1.2的大小,从而可得出,a b 的大小关系,将,b c 两边同时取对数,然后作差,从而可得出,b c 的大小关系,即可得出结论. 【详解】解:0.20.20.20.2e e ln e b ==,6ln1.2 1.2ln1.25a ==,令()ln f x x x =,则()ln 1f x x '=+,当10e x <<时,()0f x '<,当1e x >时,()0f x '>,所以函数()f x 在10,e ⎛⎫ ⎪⎝⎭上递减,在1,e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上递增,令()e 1xg x x =--,则()e 1x g x '=-,当0x <时,()0g x '<,当0x >时,()0g x '>, 所以函数()g x 在(),0∞-上递减,在()0,∞+上递增, 所以()()0.200g g >=, 即0.21e10.2 1.2e>+=>,所以()()0.2e 1.2f f >,即0.20.2e e 1.22ln ln1.>,所以b a >,由0.20.2e b =,得()0.211ln ln 0.2e ln 55b ==+,由13c =,得1ln ln 3c =,11151ln ln ln ln ln 35535c b -=--=-,因为55625510e 3243⨯⎛⎫=>> ⎪⎝⎭,所以155e 3>,所以51ln 35>,所以ln ln 0c b ->,即ln ln c b >, 所以c b >, 综上所述a b c <<. 故选:A. 【点睛】本题考查了比较大小的问题,考查了同构的思想,考查了利用导数求函数的单调区间,解决本题的关键在于构造函数,有一定的难度.7.(2022·湖北恩施·高二期末多选)已知212ln 204a a -=>,22122ln 0eb b --=>,221ln 303c c -=>,则( )A .c b <B .b a <C .c a <D .b c <【答案】AC 【解析】 【分析】根据题意可将式子变形为2211ln ln 44a a -=-,222211ln ln e e b b -=-,2211ln ln 33c c -=-,构造函数()ln f x x x =-,利用导数求解函数()f x 的单调性,即可求解.【详解】解:由题意知,211,1,23a b c >>>,对三个式子变形可得2211ln ln 44a a -=-,222211ln ln e e b b -=-,2211ln ln 33c c -=-,设函数()ln f x x x =-,则()111x f x x x-'=-=. 由0fx,得1x >;由()0f x <,得01x <<,则()f x 在0,1上单调递减,在()1,+∞上单调递增, 因为211101e 43<<<<,所以222b a c >>,所以c a b <<. 故选:AC.8.(2022·安徽·歙县教研室高二期末)已知01x y z ∈、、(,),且满足2e 2e x x =,3e 3e y y =,4e 4e z z =,则( ) A .x y z << B .x z y <<C .z y x <<D .z x y <<【答案】C 【解析】 【分析】先对已知条件取对数后得到ln ln22x x -=-,ln ln33y y -=-,ln ln44z z -=-.根据式子结构,构造函数()ln m x x x =-,利用导数判断单调性,比较大小.【详解】由2e 2e x x =得2ln ln2,x x +=+即ln ln22x x -=-. 同理得:ln ln33y y -=-,ln ln44z z -=-. 令()ln ,m x x x =-则()111xm x x x-=-='.故()m x 在()0,1上单调递增,1∞+(,)上单调递减.所以z y x <<.故选:C.。
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对任意 ,恒有
题型八:导数在实际中的应用
1.请您设计一个帐篷。它下部的形状是高为1m的正六棱柱,上部的形状是侧棱长为3m的正六棱锥(如右图所示)。试问当帐篷的顶点O到底面中心 的距离为多少时,帐篷的体积最大?
解:设OO1为 ,则
由题设可得正六棱锥底面边长为: ,(单位: )
故底面正六边形的面积为: = ,(单位Байду номын сангаас )
二、资料网址:方法2:设 , 两式相减得 ≥1,u≥1,
我们大学生没有固定的经济来源,但我们也不乏缺少潮流时尚的理念,没有哪个女生是不喜欢琳琅满目的小饰品,珠光宝气、穿金戴银便是时尚的时代早已被推出轨道,简洁、个性化的饰品成为现代时尚女性的钟爱。因此饰品这一行总是吸引很多投资者的目光。然而我们女生更注重的是感性消费,我们的消费欲望往往建立在潮流、时尚和产品的新颖性上,所以要想在饰品行业有立足之地,又尚未具备雄厚的资金条件的话,就有必要与传统首饰区别开来,自制饰品就是近一两年来沿海城市最新流行的一种。 ,
于是,函数 在区间 上的值域为 .
令 得 或 .由 的单调性知, ,即 .
综上所述, 、 应满足的条件是: ,且 .
3.设函数 .
(1)若 的图象与直线 相切,切点横坐标为2,且 在 处取极值,求实数 的值;
(2)当b=1时,试证明:不论a取何实数,函数 总有两个不同的极值点.
解:(1)
由题意 ,代入上式,解之得:a=1,b=1.
依题意 在[-2,1]上恒有 ≥0,即
①当 ;
②当 ;
③当
综上所述,参数b的取值范围是
2.已知三次函数 在 和 时取极值,且 .
(1)求函数 的表达式;
(2)求函数 的单调区间和极值;
(3)若函数 在区间 上的值域为 ,试求 、 应满足的条件.
解:(1) ,
由题意得, 是 的两个根,解得, .
再由 可得 .∴ .
题型二:利用导数几何意义求切线方程
1.曲线 在点 处的切线方程是
2.若曲线 在P点处的切线平行于直线 ,则P点的坐标为(1,0)
3.若曲线 的一条切线 与直线 垂直,则 的方程为
4.求下列直线的方程:
(1)曲线 在P(-1,1)处的切线;(2)曲线 过点P(3,5)的切线;
解:(1)
所以切线方程为
(2)显然点P(3,5)不在曲线上,所以可设切点为 ,则 ①又函数的导数为 ,
(A)(B)(C)(D)
2.函数 ( A )
3.方程 (B)
A、0 B、1 C、2 D、3
题型五:利用单调性、极值、最值情况,求参数取值范围
1.设函数
(1)求函数 的单调区间、极值.
(2)若当 时,恒有 ,试确定a的取值范围.
解:(1) = ,令 得
列表如下:
x
(-∞,a)
a
(a,3a)
3a
(3a,+∞)
(2)当b=1时,
因 故方程有两个不同实根 .
不妨设 ,由 可判断 的符号如下:
当 >0;当 <0;当 >0
因此 是极大值点, 是极小值点.,当b=1时,不论a取何实数,函数 总有两个不同的极值点。
题型四:利用导数研究函数的图象
1 .如右图:是f(x)的导函数, 的图象如右图所示,则f(x)的图象只可能是(D)
3、你是否购买过DIY手工艺制品?1.设 在 上是单调函数.
新材料手工艺品。目前,国际上传统的金银、仿金银制成饰品的销售在逐步下降,与此形成鲜明对比的是,数年以前兴起的崇尚然风格、追求个性的自制饰品--即根据自己的创意将各种材质的饰珠,用皮、布、金属等线材串出的品,正在各国的女性中大行其道。(1)求实数 的取值范围;
2.已知 为实数,函数
(1)若函数 的图象上有与 轴平行的切线,求 的取值范围
(2)若 ,(Ⅰ)求函数 的单调区间
(Ⅱ)证明对任意的 ,不等式 恒成立
解: ,
函数 的图象有与 轴平行的切线, 有实数解
, ,所以 的取值范围是
, , ,
由 或 ;由
的单调递增区间是 ;单调减区间为
易知 的最大值为 , 的极小值为 ,又
(2)若对x〔-1,2〕,不等式f(x)c2恒成立,求c的取值范围。
解:(1)f(x)=x3+ax2+bx+c,f(x)=3x2+2ax+b
由f( )= ,f(1)=3+2a+b=0得a= ,b=-2
f(x)=3x2-x-2=(3x+2)(x-1),函数f(x)的单调区间如下表:
x
(-,- )
-
(- ,1)
图1-1大学生月生活费分布(2)设 ≥1, ≥1,且 ,求证: .
朋友推荐□宣传广告□逛街时发现的□上网□解:(1) 若 在 上是单调递减函数,则须 这样的实数a不存在.故 在 上不可能是单调递减函数.
若 在 上是单调递增函数,则 ≤ ,
由于 .从而0<a≤3.
(2)方法1、可知 在 上只能为单调增函数.若1≤ ,则 若1≤ 矛盾,故只有 成立.
(1)求函数关系式 ;
(2)若函数 在 上是单调函数,求k的取值范围。
解:(1)
(2)
则在 上有
由 ;
由 。
因为在t∈ 上 是增函数,所以不存在k,使 在 上恒成立。故k的取值范围是 。
(2) ,
当 时, ;当 时, ;
当 时, ;当 时, ;
当 时, .∴函数 在区间 上是增函数;
在区间 上是减函数;在区间 上是增函数.
函数 的极大值是 ,极小值是 .
(3)函数 的图象是由 的图象向右平移 个单位,向上平移4 个单位得到的,
所以,函数 在区间 上的值域为 ( ).
而 ,∴ ,即 .
已知甲、乙两地相距100千米。
(I)当汽车以40千米/小时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地要耗油多少升?
(II)当汽车以多大的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油最少?最少为多少升?
解:(I)当 时,汽车从甲地到乙地行驶了 小时,
要耗没 (升)。
(II)当速度为 千米/小时时,汽车从甲地到乙地行驶了 小时,设耗油量为 升,
所以过 点的切线的斜率为 ,又切线过 、P(3,5)点,所以有 ②,由①②联立方程组得, ,即切点为(1,1)时,切线斜率为 ;当切点为(5,25)时,切线斜率为 ;所以所求的切线有两条,方程分别为
题型三:利用导数研究函数的单调性,极值、最值
1.已知函数 的切线方程为y=3x+1
(Ⅰ)若函数 处有极值,求 的表达式;
题型六:利用导数研究方程的根
1.已知平面向量 =( ,-1). =( , ).
(1)若存在不同时为零的实数k和t,使 = +(t2-3) , =-k +t , ⊥ ,
试求函数关系式k=f(t);
(2)据(1)的结论,讨论关于t的方程f(t)-k=0的解的情况.
解:(1)∵ ⊥ ,∴ =0即[ +(t2-3) ]·(-k +t )=0.
整理后得-k +[t-k(t2-3)] + (t2-3)· =0
∵ =0, =4, =1,∴上式化为-4k+t(t2-3)=0,即k= t(t2-3)
(2)讨论方程 t(t2-3)-k=0的解的情况,可以看作曲线f(t)= t(t2-3)与直线y=k的交点个数.
于是f′(t)= (t2-1)= (t+1)(t-1).
1
(1,+)
f(x)
+
0
-
0
+
f(x)
极大值
极小值
所以函数f(x)的递增区间是(-,- )与(1,+),递减区间是(- ,1)
(2)f(x)=x3- x2-2x+c,x〔-1,2〕,当x=- 时,f(x)= +c
为极大值,而f(2)=2+c,则f(2)=2+c为最大值。
要使f(x)c2(x〔-1,2〕)恒成立,只需c2f(2)=2+c,解得c-1或c2
令f′(t)=0,解得t1=-1,t2=1.当t变化时,f′(t)、f(t)的变化情况如下表:
t
(-∞,-1)
-1
(-1,1)
1
(1,+ ∞)
f′(t)
+
0
-
0
+
F(t)
↗
极大值
↘
极小值
↗
当t=-1时,f(t)有极大值,f(t)极大值= .
当t=1时,f(t)有极小值,f(t)极小值=-
函数f(t)= t(t2-3)的图象如图13-2-1所示,
-
0
+
0
-
极小
极大
∴ 在(a,3a)上单调递增,在(-∞,a)和(3a,+∞)上单调递减
时, , 时,
(2) ∵ ,∴对称轴 ,
∴ 在[a+1,a+2]上单调递减
∴ ,
依题 , 即
解得 ,又 ∴a的取值范围是
2.已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c在x=- 与x=1时都取得极值(1)求a、b的值与函数f(x)的单调区间
依题意得
令 得
当 时, 是减函数;
当 时, 是增函数。
当 时, 取到极小值
因为 在 上只有一个极值,所以它是最小值。
答:当汽车以40千米/小时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油17.5升。当汽车以80千米/小时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油最少,最少为11.25升。
题型九:导数与向量的结合
1.设平面向量 若存在不同时为零的两个实数s、t及实数k,使
可观察出:
3、消费“多样化”(1)当k> 或k<- 时,方程f(t)-k=0有且只有一解;
(2)当k= 或k=- 时,方程f(t)-k=0有两解;