(完整word版)导数结合洛必达法则巧解高考压轴题
导数结合洛必达法则巧解高考压轴题
导数结合洛必达法则巧解高考压轴题20XX 年和20XX 年高考中的全国新课标卷中的第21题中的第○2步，由不等式恒成立来求参数的取值范围问题，分析难度大，但用洛必达法则来处理却可达到事半功倍的效果。
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) ()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)()()limx af x lg x →'='， 那么 ()()lim x a f x g x →=()()limx a f x l g 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 ()()limx f x g x →∞=()()limx 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 →=()()limx 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。
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6 0001lim()limlim11xxxxxeegxx， 即当0x时，()1gx 所以()1gx，即有1a. 综上所述，当1a，0x时，()0fx成立. （全国大纲理）设函数()1xfxe. （Ⅰ）证明：当1x时，()1xfxx； （Ⅱ）设当0x时，()1xfxax，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()0fx. ①当0a时，若1xa，则01xax，()1xfxax不成立； ②当0a时，当0x时，()1xfxax，即11xxeax； 若0x，则aR； 若0x，则11xxeax等价于111xexax，即1xxxxeeaxex. 记1()xxxxeegxxex，则2222221'()=(2)()()xxxxxxxxexeeegxexexexxex. 记2()2xxhxexe，则'()2xxhxexe，''()+20xxhxee. 因此，'()2xxhxexe在(0)，上单调递增，且'(0)0h，所以'()0hx， 即()hx在(0)，上单调递增，且(0)0h，所以()0hx. 因此2'()=()0()xxegxhxxex，所以()gx在(0)，上单调递增. 由洛必达法则有 000011lim()limlimlim122xxxxxxxxxxxxxxxeexeexegxxexexeexe，即当0x时， 1()2gx，即有1()2gx，所以12a.综上所述，a的取值范围是1(,]2. （全国2理）设函数sin()2cosxfxx． （Ⅰ）求()fx的单调区间； （Ⅱ）如果对任何0x≥，都有()fxax≤，求a的取值范围． 解：（Ⅰ）22(2cos)cossin(sin)2cos1()(2cos)(2cos)xxxxxfxxx． 当2π2π2π2π33kxk（kZ）时，1cos2x，即()0fx；
导数结合洛必达法则巧解高考压轴题
导数结合洛必达法则巧解高考压轴题○2 洛必达法则可处理00 0，，0 ，1 ，，0 ，型。
2010 年和2011 年高考中的全国新课标卷中的第21 题中的第○2 步，由不等式恒成立来求参数0 0的取值范围问题，分析难度大，但用洛必达法则来处理却可达到事半功倍的效果。
则不适用，应从另外途径求极限。
洛必达法则简介：○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。
法则 1 若函数f(x) 和g(x) 满足下列条件：(1) lim 0f x 及limg x 0；x a x a(2) a f(x) g(x) g'(x) 0在点的去心邻域内，与可导且≠；二．高考题处理1.(2010 年全国新课标理)设函数x 2f (x) e 1 xax 。
(3) limx a f xg xl ，（1）若a 0，求 f (x) 的单调区间；（2）若当x 0 时f (x) 0，求a的取值范围那么limx a f xg x= limx af xg xl 。
x x原解：（1）a 0时，f ( x) e 1 x，f '( x) e 1.法则 2 若函数f(x) 和g(x) 满足下列条件：(1) lim 0f x 及limg x 0；x x 当x ( ,0) 时， f '( x) 0 ；当x (0, ) 时， f '(x) 0 .故f (x) 在( ,0) 单调减少，在(2) A 0，f(x) 和g(x) 在, A 与A, 上可导，且g'(x) ≠0；(0, ) 单调增加(3) limx f xg xl ，x（II ）f '(x) e 1 2axx由（I）知 1e x ，当且仅当x 0 时等号成立.故那么limx f xg x=limxf xg xl 。
f '( x) x 2ax (1 2a)x ，法则 3 若函数f(x) 和g(x) 满足下列条件：(1) limx a f x 及limx ag x ；从而当1 2a 0 ，即1a 时， f '(x) 0 ( x 0) ，而 f (0)0 ，2(2) 在点 a 的去心邻域内，f(x) 与g(x) 可导且g'( x) ≠0；于是当x 0 时， f ( x) 0 .(3) limx a f xg xl ，x x由e 1 x(x 0)可得e 1 x(x 0) .从而当1a 时，2那么limx a f xg x= limx af xg xl 。
洛必达法则巧解高考压轴题(好东西)
3.洛必达法则
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
①当
x
0
时，
a
R
；②当
x
0
时，
ex
1
x
ax2
等价于
a
ex
1 x2
x
.
记
g(x)
ex
1 x2
x
x
(0，+)
，则
g
'( x)
(x
2)ex x3
x
2
.
记 h(x) (x 2)ex x 2 x (0，+) ，则 h '(x) (x 1)ex 1，当 x (0，+) 时， h ''(x) xex 0 ，
理
当 x 0 ，且 x 1时， f (x) ln x k ，即 ln x 1 ln x k ， x 1 x x 1 x x 1 x
也即 k
x ln x x 1
1 x
x ln x x 1
2x ln x 1 x2
1，记
g(x)
2x ln x 1 x2
1，
x
0 ，且
x
1
则
g
'( x)
2( x 2
1 x
（Ⅰ）设 a 0 ，讨论 y f x 的单调性；
导数结合洛必达法则巧解高考压轴题64808
导数结合洛必达法则巧解高考压轴题第一部分：历届导数高考压轴题(全国2理)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．（全国1理）已知函数()11axx 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.（全国1理）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．（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．（辽宁理）设函数ln ()ln ln(1)1xf 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.（新课标理）设函数)(x f =21x e x ax ---. （Ⅰ）若0=a ，求)(x f 的单调区间;（Ⅱ）若当x ≥0时)(x f ≥0，求a 的取值范围.（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.（全国大纲理）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.（新课标理）已知函数ln ()1a x bf 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 kf x x x>+-，求k 的取值范围.例题：若不等式3sin x x ax >-对于(0,)2x π∈恒成立，求a 的取值范围第二部分：泰勒展开式1.2311,1!2!3!!(1)!n n xx x x x x x e e n n θ+=+++++++其中(01)θ<<； 2.231ln(1)(1),2!3!!n n n x x x x x R n -+=-+-+-+其中111(1)()(1)!1n nn n x R n x θ++=-++； 3.35211sin (1)3!5!(21)!k k n x x x x x R k --=-+-+-+-，其中21(1)cos (21)!k kn x R x k θ+=-+；4.24221cos 1(1)2!4!(22)!k k n x x x x R k --=-+-+-+-，其中2(1)cos (2)!k k n x R x k θ=-；第三部分：洛必达法则及其解法洛必达法则：设函数()f x 、()g x 满足： （1）lim ()lim ()0x ax af xg 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 →→'=='.1.（新课标理）已知函数ln ()1a x bf 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 kf x x x>+-，求k 的取值范围. 常规解法（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 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]-∞，. 注：分三种情况讨论：①0k ≤；②01k <<；③1k ≥不易想到.尤其是②01k <<时，许多考生都停留在此层面，举反例1(1,)1x k∈-更难想到.而这方面根据不同题型涉及的解法也不相同，这是高中阶段公认的难点，即便通过训练也很难提升.洛必达法则解法当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]-∞，.注：本题由已知很容易想到用分离变量的方法把参数k 分离出来.然后对分离出来的函数22ln ()11x xg x x=+-求导，研究其单调性、极值.此时遇到了“当=1x 时，函数()g x 值没有意义”这一问题，很多考生会陷入困境.如果考前对优秀的学生讲洛必达法则的应用，再通过强化训练就能掌握解决此类难题的这一有效方法.2.（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. 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)1x h x x e =-+，当(0+)x ∈∞，时，''()0x h x xe =>，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，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.例题：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 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；③出现“00”型式子.（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.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.（全国大纲理）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 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-∞.（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． 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．解：（Ⅰ）略（Ⅱ）应用洛必达法则和导数sin ()2cos xf x ax x=≤+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 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 ≥.。
导数结合洛必达法则巧解高考压轴题
导数结合洛必达法则巧解高考压轴题 之樊仲川亿创作创作时间：二零二一年六月三十日第一部份：历届导数高考压轴题(全国2理)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． （全国1理）已知函数()11axx 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. （全国1理）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． （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． （辽宁理）设函数ln ()ln ln(1)1xf 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. （新课标理）设函数)(x f =21x e x ax ---. （Ⅰ）若0=a , 求)(x f 的单调区间;（Ⅱ）若当x ≥0时)(x f ≥0, 求a 的取值范围. （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）那时0x ≥, ()0f x ≥, 求a 的取值范围. （全国年夜纲理）设函数()1x f x e -=-. （Ⅰ）证明：那时1x >-, ()1xf x x ≥+； （Ⅱ）设那时0x ≥, ()1xf x ax ≤+, 求a 的取值范围. （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 kf x x x>+-, 求k 的取值范围. 例题：若不等式3sin x x ax >-对(0,)2x π∈恒成立, 求a 的取值范围第二部份：泰勒展开式1.2311,1!2!3!!(1)!n n xx x x x x x e e n n θ+=+++++++其中(01)θ<<； 2.231ln(1)(1),2!3!!nn n x x xx x R n -+=-+-+-+其中111(1)()(1)!1n nn n x R n xθ++=-++；3.35211sin (1)3!5!(21)!k k nx x xx x R k --=-+-+-+-, 其中21(1)cos (21)!k kn x R x k θ+=-+；4.24221cos 1(1)2!4!(22)!k k nx x x x R k --=-+-+-+-, 其中2(1)cos (2)!kkn x R x k θ=-；第三部份：洛必达法则及其解法 洛必达法则：设函数()f x 、()g x 满足： （1）lim ()lim ()0x a x a f x g x →→==；（2）在()U a 内, ()f x '和()g x '都存在, 且()0g x '≠；（3）()lim ()x af x Ag x →'=' （A 可为实数, 也可以是±∞）. 则()()limlim ()()x a x a f x f x A g x g x →→'=='. 1.（新课标理）已知函数ln ()1a x bf 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 kf x x x>+-, 求k 的取值范围. 惯例解法（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 xh x x -++=. (i)那时0k ≤, 由222(1)(1)'()k x x h x x +--=知, 那时1x ≠, '()0h x <.因为(1)0h =,所以那时(0,1)x ∈, ()0h x >, 可得21()01h x x ⋅>-；那时(1,)x ∈+∞, ()0h x <, 可得21()01h x x ⋅>-, 从而当0x >且1x ≠时, ln ()()01x kf x x x-+>-, 即ln ()1x kf x x x>+-；（ii ）那时01k <<, 由于那时1(1,)1x k∈-, 2(1)(1)20k x x -++>, 故'()0h x >, 而(1)0h =, 故那时1(1,)1x k∈-, ()0h x >, 可得21()01h x x ⋅<-, 与题设矛盾. （iii ）那时1k ≥, '()0h x >, 而(1)0h =, 故那时(1,)x ∈+∞, ()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]-∞，.注：分三种情况讨论：①0k ≤；②01k <<；③1k ≥②01k <<时, 许多考生都停留在此层面, 举反例1(1,)1x k∈-更难想到.而这方面根据分歧题型涉及的解法也不相同, 这是高中阶段公认的难点, 即便通过训练也很难提升. 洛必达法则解法当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 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 =, 因此那时(0,1)x ∈,()0h x <, 那时(1,)x ∈+∞, ()0h x >；那时(0,1)x ∈, '()0g x <, 那时(1,)x ∈+∞, '()0g x >, 所以()g x 在(0,1)上单调递加, 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→→→→+=+=+=+=---, 即那时1x →, ()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]-∞，. 注：本题由已知很容易想到用分离变量的方法把参数k 22ln ()11x xg x x =+-“那时=1x , 函数()g x 值没有意义”这一问题, 很多考生会陷入困境.如果考前对优秀的学生讲洛必达法则的应用, 再通过强化训练就能掌握解决此类难题的这一有效方法.2.（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）那时0x ≥, ()0f x ≥, 求a 的取值范围. 应用洛必达法则和导数（Ⅱ）那时0x ≥, ()0f x ≥, 即21x e x ax --≥.①那时0x =, a R ∈；②那时0x >, 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)1x h x x e =-+, 那时(0+)x ∈∞，, ''()0x h x xe =>, 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 >=, 因此那时(0+)x ∈∞，, 3()'()0h x g x x =>, 从而21()x e xg x x --=在(0+)∞，上单调递增. 由洛必达法则有,即那时0x →, 1()2g x →, 所以那时(0+)x ∈∞，, 所以1()2g x >, 因此12a ≤.综上所述, 当12a ≤且0x ≥时, ()0f x ≥成立.例题：若不等式3sin x x ax >-对(0,)2x π∈恒成立, 求a 的取值范围.应用洛必达法则和导数那时(0,)2x π∈, 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上单调递加, 且''()0g x <,所以'()g x 在(0,)2π上单调递加, 且'()0g x <.因此()g x 在(0,)2π上单调递加,且()0g x <, 故4()'()0g x f x x =<, 因此3sin ()x x f x x -=在(0,)2π上单调递加.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 →→→→→--=====, 即那时0x →, 1()6g x →, 即有1()6f x <.故16a ≥时, 不等式3sin x x ax >-对(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；③呈现“00”型式子. （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）那时0x ≥, ()0f x ≥, 求a 的取值范围. 解：（Ⅰ）略（Ⅱ）应用洛必达法则和导数 那时0x ≥, ()0f x ≥, 即2(1)x x e ax -≥. ①那时0x =, a R ∈；②那时0x >, 2(1)x x e ax -≥等价于1x e 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→→→-===, 即那时0x →, ()1g x → 所以()1g x >, 即有1a ≤.综上所述, 当1a ≤, 0x ≥时, ()0f x ≥成立. （全国年夜纲理）设函数()1x f x e -=-. （Ⅰ）证明：那时1x >-, ()1xf x x ≥+； （Ⅱ）设那时0x ≥, ()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那时0a <, 若1x a>-, 则01x ax <+, ()1xf x ax ≤+不成立； ②那时0a ≥, 那时0x ≥, ()1x f x ax ≤+, 即11x xe ax --≤+；若0x =, 则a R ∈； 若0x >, 则11xx 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 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 eg 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 →→→→-++====-+-+, 即那时0x →, 1()2g x →, 即有1()2g x >, 所以12a ≤.综上所述, a 的取值范围是1(,]2-∞.（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． 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．解：（Ⅰ）略（Ⅱ）应用洛必达法则和导数若0x =, 则a R ∈； 若0x >, 则sin 2cos x ax x ≤+等价于sin (2cos )x a x x ≥+, 即sin ()(2cos )xg 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, 那时(0,)x π∈, '()0h x <, ()h x 在(0,)π上单调递加, 且(0)0h =, 故'()0g x <, 所以()g x 在(0,)π上单调递加,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, 那时[,)x π∈+∞, sin 111()(2cos )3x g x x x x π=≤≤<+, 因此13a ≥.。
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导数结合洛必达法则巧解高考压轴题○2 洛必达法则可处理0 0， ，0 ，1 ，，0 ， 型。
2010 年和 2011 年高考中的全国新课标卷中的第 21 题中的第 ○2 步，由不等式恒成立来求参数的0 0取值范围问题，分析难度大，但用洛必达法则来处理却可达到事半功倍的效果。
则不适用，应从另外途径求极限。
洛必达法则简介： ○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。
法则 1 若函数 f(x) 和 g(x) 满足下列条件： (1) lim f x 0 及 lim g x 0；x a x a(2) a f(x) g(x) g'(x) 0 在点 的去心邻域内， 与 可导且 ≠ ；二．高考题处理1.(2010 年全国新课标理 )设函数x 2f (x) e 1 x ax 。
(3) limx af xg xl ，（1） 若a 0，求 f (x) 的单调区间； （2） 若当 x 0时 f (x) 0，求 a 的取值范围那么 limx af xg x= limx af xg xl 。
x x原解：（1） a 0时， ( ) 1f x e x ， f '( x) e 1.法则 2 若函数 f(x) 和 g(x) 满足下列条件： (1) lim f x 0 及lim g x 0；x x当 x ( ,0) 时， f '( x) 0；当 x (0, ) 时， f '( x) 0 .故 f (x) 在( ,0) 单调减少，在(2) A f 0，f(x) 和 g(x) 在 ,A 与 A, 上可导，且 g'(x) ≠0；(0, ) 单调增加(3) limxf xg x l ，x（II ） '( ) 1 2f x e ax那么 limxf xg x=limxf xg xl。
x 由（I ）知 1e x ，当且仅当 x 0时等号成立 .故f '( x) x 2ax (1 2a)x ，法则 3 若函数 f(x) 和 g(x) 满足下列条件： (1) limx af x 及 lim x ag x ；从而当 1 2a 0，即 1 a 时， f '( x) 0 ( x 0) ，而 f (0) 0 ，2(2) 在点 a 的去心邻域内， f(x) 与 g(x) 可导且 g'(x) ≠0；于是当 x 0时， f (x) 0 .(3) limx af xg xl ，x x由 e 1 x(x 0) 可得 e 1 x(x 0) .从而当1 a 时， 2那么 limf x= limx af xl 。
导数结合洛必达法则巧解高考压轴题 (1)
导数结合洛必达法则巧解高考压轴题第一部分：历届导数高考压轴题(全国2理)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．（全国1理）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.（全国1理）设函数()e e xxf 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．（全国2理）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．（辽宁理）设函数ln ()ln ln(1)1xf 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.（新课标理）设函数)(x f =21x e x ax ---.（Ⅰ）若0=a ，求)(x f 的单调区间;（Ⅱ）若当x ≥0时)(x f ≥0，求a 的取值范围.（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.（全国大纲理）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.（新课标理）已知函数ln ()1a x bf 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.例题：若不等式3sin x x ax >-对于(0,)2x π∈恒成立，求a 的取值范围 第二部分：泰勒展开式1.2311,1!2!3!!(1)!n n x x x x x x x e e n n θ+=+++++++其中(01)θ<<；2.231ln(1)(1),2!3!!nn n x x x x x R n -+=-+-+-+其中111(1)()(1)!1n nn n x R n xθ++=-++； 3.35211sin (1)3!5!(21)!k k n x x x x x R k --=-+-+-+-，其中21(1)cos (21)!k kn x R x k θ+=-+； 4.24221cos 1(1)2!4!(22)!k k nx x x x R k --=-+-+-+-，其中2(1)cos (2)!kkn x R x k θ=-； 第三部分：洛必达法则及其解法洛必达法则：设函数()f x 、()g x 满足：（1）lim ()lim ()0x ax af xg x →→==；（2）在()U a 内，()f x '和()g x '都存在，且()0g x '≠；（3）()lim()x af x Ag x →'=' （A 可为实数，也可以是±∞）.则()()limlim ()()x ax a f x f x A g x g x →→'=='. 1.（新课标理）已知函数ln ()1a x bf 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 kf x x x>+-，求k 的取值范围. 常规解法（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 xh 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 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]-∞，.注：分三种情况讨论：①0k ≤；②01k <<；③1k ≥不易想到.尤其是②01k <<时，许多考生都停留在此层面，举反例1(1,)1x k∈-更难想到.而这方面根据不同题型涉及的解法也不相同，这是高中阶段公认的难点，即便通过训练也很难提升.洛必达法则解法当0x >，且1x ≠时，ln ()1x kf x x x>+-，即ln 1ln 11x x kx x x x+>++-，也即2ln 1ln 2ln 1111x x x x x xk 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 kf x x x>+-成立，k 的取值范围为(0]-∞，.注：本题由已知很容易想到用分离变量的方法把参数k 分离出来.然后对分离出来的函数22ln ()11x xg x x=+-求导，研究其单调性、极值.此时遇到了“当=1x 时，函数()g x 值没有意义”这一问题，很多考生会陷入困境.如果考前对优秀的学生讲洛必达法则的应用，再通过强化训练就能掌握解决此类难题的这一有效方法.2.（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.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)1x h x x e =-+，当(0+)x ∈∞，时，''()0x h x xe =>，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.例题：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 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；③出现“0”型式子.（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.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 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001lim ()limlim 11x xx x x e eg 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.（全国大纲理）设函数()1xf 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01xax <+，()1xf x ax ≤+不成立； ②当0a ≥时，当0x ≥时，()1xf x ax ≤+，即11xxe ax --≤+；若0x =，则a R ∈；若0x >，则11x xe 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 xx x e x e e e g x e x e xe x xe x ---+=--+--.记2()2x xh 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00001lim ()lim lim lim 12x x x x xx x x x x x x x x xe e xe e xe g x xe xe 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-∞.（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．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．解：（Ⅰ）略（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 )xg 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0sin 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 ≥.。
导数结合洛必达法则巧解高考压轴题09449
导数结合洛必达法则巧解高考压轴题第一部分：历届导数高考压轴题(全国2理)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．（全国1理）已知函数()11axx 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.（全国1理）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．（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．（辽宁理）设函数ln ()ln ln(1)1xf 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.（新课标理）设函数)(x f =21x e x ax ---. （Ⅰ）若0=a ，求)(x f 的单调区间; （Ⅱ）若当x ≥0时)(x f ≥0，求a 的取值范围.（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.（全国大纲理）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.（新课标理）已知函数ln ()1a x bf 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 kf x x x>+-，求k 的取值范围.例题：若不等式3sin x x ax >-对于(0,)2x π∈恒成立，求a 的取值范围第二部分：泰勒展开式1.2311,1!2!3!!(1)!n n xxx x x x x e e n n θ+=+++++++K 其中(01)θ<<； 2. 231ln(1)(1),2!3!!nn n x x x x x R n -+=-+-+-+K 其中111(1)()(1)!1n n n n x R n x θ++=-++； 3.35211sin (1)3!5!(21)!k k n x x x x x R k --=-+-+-+-K ，其中21(1)cos (21)!k kn x R x k θ+=-+； 4. 24221cos 1(1)2!4!(22)!k k n x x x x R k --=-+-+-+-K ，其中2(1)cos (2)!k k n x R x k θ=-；第三部分：洛必达法则及其解法洛必达法则：设函数()f x 、()g x 满足： （1）lim ()lim ()0x ax af xg x →→==；（2）在()U a o 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 →→'=='.1.（新课标理）已知函数ln ()1a x bf 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 kf x x x>+-，求k 的取值范围. 常规解法（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 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]-∞，. 注：分三种情况讨论：①0k ≤；②01k <<；③1k ≥不易想到.尤其是②01k <<时，许多考生都停留在此层面，举反例1(1,)1x k∈-更难想到.而这方面根据不同题型涉及的解法也不相同，这是高中阶段公认的难点，即便通过训练也很难提升.洛必达法则解法当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]-∞，.注：本题由已知很容易想到用分离变量的方法把参数k 分离出来.然后对分离出来的函数22ln ()11x xg x x=+-求导，研究其单调性、极值.此时遇到了“当=1x 时，函数()g x 值没有意义”这一问题，很多考生会陷入困境.如果考前对优秀的学生讲洛必达法则的应用，再通过强化训练就能掌握解决此类难题的这一有效方法.2.（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. 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)1x h x x e =-+，当(0+)x ∈∞，时，''()0x h x xe =>，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，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.例题：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 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；③出现“00”型式子.（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.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.（全国大纲理）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 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-∞.（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． 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．解：（Ⅰ）略（Ⅱ）应用洛必达法则和导数sin ()2cos xf x ax x=≤+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 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 ≥.。
导数结合洛必达法则巧解高考压轴题1
导数结合洛必达法则巧解高考压轴题2０10年和2011年高考中的全国新课标卷中的第21题中的第错误!步,由不等式恒成立来求参数的取值范围问题，分析难度大，但用洛必达法则来处理却可达到事半功倍的效果。
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) ()lim 0x a f 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; ﻫ (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 →'='。
ﻫ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 →∞=； ﻫ (2)0A ∃，ｆ（ｘ) 和g(x ）在(),A -∞与(),A +∞上可导，且g ＇(x)≠0;（３）()()lim x f x l g x →∞'=', 那么 ()()lim x f x g x →∞＝()()lim x f x l g x →∞'='。
ﻫ法则3 若函数f(x) 和g(x)满足下列条件:(1) ()lim x a f x →=∞及()lim x ag x →=∞； ﻫ （2)在点ａ的去心邻域内,ｆ(x) 与g(x) 可导且g ＇(x)≠０； ﻫ(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: 错误!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。
（完整word版）导数结合洛必达法则巧解高考压轴题
（完整word版）导数结合洛必达法则巧解高考压轴题第一部分：历届导数高考压轴题(全国2理)设函数f (x) = (x+ 1)1 n( 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.(辽宁理)设函数f(x)悝lnx In(x 1).1 x⑴求f(x)的单调区间和极值；(I)设a 0，讨论y f x的单调性;(U)若对任意x 0,1恒有f x 1，求a的取值范围. (全国1理)设函数f(x) e x e x.(I)证明：f(x)的导数f (x) > 2 ;(U)若对所有x > 0都有f (x) > ax，求a的取值范围.(新课标理)设函数f(x)=e x 1 x ax2.(I)若a 0,求f(x)的单调区间；(U)若当x>0时f(x) >0,求a的取值范围.导数结合洛必达法则巧解高考压轴题(I)求f(x)的单调区间;(全国1理)已知函数f x ax 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, 取值范围；若不存在,试说明理由.)?若存在,求a的(全国2理)设函数f(x)sin x2 cosx(新课标文)已知函数f(x) x(e x 1) ax2.(U)如果对任何x > 0，都有f(x) < ax,求a的取值范围.(I)若f(x)在x 1时有极值，求函数f(x)的解析式;例题：若不等式sin x x ax3对于x (0,三)恒成立，求a的取值范围(U)当x 0时，f(x) 0，求a的取值范围.(全国大纲理)设函数f (x) 1(I)证明：当x 1时，f(x)x 1(U)设当x 0时，f(x)—，求a的取值范围.ax 1第二部分：泰勒展开式(新课标理)已知函数f(x)霁x，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;(U)如果当x 0，且x 1时，f(x)也k，求k的取值范围.x 1 x 1. e x 1 x1!x2!x3!K2 3x x2. ln(1 x) x2! 3!3 5x x3. sin x x ——K3! 5!2 4x x4. cosx 1 K2! 4!2 3(nxn!n 1xe(n 1)!nK ( 1)n1—n!2k 11)*,其中(0Rn,其中R nR n，其中R n1);n 11)n I^+)n1;2k 1k x(1) cos x ;(2 k 1)!2k 2(1)k4 Rn，其中R n2k(1)k話严x;1.(新课标理)已知函数f(x)b，曲线y f(x)在点(l,f(l))处的切线方x 1 x程为x 2y 3 0.(I)求a、b的值；(U)如果当x 0，且x 1时，f(x) 也k，求k的取值范围.x 1 x常规解法(I)略解得a 1，b 1.(n)方法一：分类讨论、假设反证法2 h(x) 0,与题设矛盾?综上可得，k的取值范围为(，0].1 x注：分三种情况讨论：① k 0 :②0 k 1 :③k 1不易想到.尤其是② 0 k 1时，许多考生都停留在此层面，举反例x (1,—1 )更难想到.而这方面根1 k据不同题型涉及的解法也不相同，这是高中阶段公认的难点，即便通过训练也很难提升.第三部分：洛必达法则及其解法洛必达法则：设函数f(x)、g(x)满足：(1)lim f(x) lim g(x) 0 ;x a x a(2)在U o(a)内，f (x)和g (x)都存在，且g (x) 0 ；(3)lim 3 A ( A可为实数，也可以是).x a g(x)则|im 他x m 3 A.x a g(x) x a g(x) 由(I)知f(x)—x 1，所以f (x) (罟-) 1 (2ln x(k 1)(x2丄)).x 1 x x 1 x 1 x x考虑函数h ；x) 2ln x(k1)(x2 1)(x 0)，则h'(x)(k 1)(x221) 2xx x(i)当k 0时，由h'((x) k(x2 1) (x x2°知，当x1时，h'(x) 0.因为h(1) 0 ,所以当x (0,1)时，h(x) 0 ,可得」12 h(x) 0 ;x当x (1, )时，h(x)0,可得12 h(x)0，从而当x 0且x 1时,f(x) (ln：*) 0，即lnx f (x)k；1 x x 1 x x 1 x (ii )当0 k 1时,由于当X (1,1k)时，(k 1)(: x2 1) 2x 0,故h'(x) 0 ,而h(1)0 ，故当x (1, 1)时，h(x) 0，可得1 2 h(x) 0，与题设矛盾1 k 1 x(iii )当k 1时，h'(x) 0，而h(1)0，故当x (1, )时，h(x) 0 ,可得洛必达法则解法当x 0，且x也即k 则g '(x) xln xx 12(x21时，f(x)必兰，即x 1 x x 11 xln x 2x ln x亍1，记g(x)x x 1 1 x1)l nx 2(1 x2) 2(x21)“形= 羽(l nx(1 x2)2(1 x2)2ln x 1 ln x kx x 1 x3 1 , x 0，且x 11 x」)x2 1)，t记h(x) In x2\2x )2 只，则h'(x)【儲= ￡+x2)从而h(x)在(0,)上单调递增，且h(1) 0，因此当(0,1)时，h(x) 0，当x (1,)时，h(x) 0 ;当x (0,1)时，g'(x) 0，当(1,)时，g'(x) 0 , 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xln x lim(-x 1 1 x1 时，g(x)l i m1g(x)即当xx l n x1) 1 lim r 1x 1 1 x20 ,即当x 0，且xIn xlimx 122x因为k g (x)恒成立, 所以k 0.综上所述, 成立, k的取值范围为(，0].1时,g(x) 0.0，且x 1 时，f(x)In x kx 1 x注：本题由已知很容易想到用分离变量的方法把参数出来的函数g(x)空与1求导，研究其单调性、极值1 x函数g(x)值没有意义”这一问题，很多考生会陷入困境k分离出来.然后对分离.此时遇到了“当x=1时, .如果考前对优秀的学生讲洛必达法则的应用，再通过强化训练就能掌握解决此类难题的这一有效方法2.(新课标理)设函数f (x) e x 1 x ax2.(I)若a 0，求f (x)的单调区间；(U)当x 0时，f(x) 0，求a的取值范围.应用洛必达法则和导数(U)当x 0 时，f(x) 0，即e x 1 x ax2.①当x记g(x)记h(x)h''(x)0时，axe 1 x2x(xxxe2)e xx (0,+0,所以h'(x)所以h(x) (x 2)e xx (0,+ )时，g'(x)由洛必达法则有,x女叫g(x)x叫一厂必XU XU x0时，e x 1 x ax2等价于)，则g'(x) (x 2)e：x 2 x(0,+ ),则h'(x) (x 1)e x(x 1)e x 1在(0,+ )上单调递增,x 2在(0,+ )上单调递增，且h(x)0 ,从而g(x)xxe 1 x ,2 在(0，+xlimxxe 10 2xx..e 1limx 0 2 212综上所述，当a -且x2即当x 0 时，g(x) ，所以当x (0,+ )时，所以g(x)0时，f(x) 0成立.e x 1 x2 .x当x (0,+ )时，且h'(x) h'(0) 0 ,h(0) 0 ,因此当)上单调递增.1 1-，因此a丄.2 21故a 时，不等式sinx x ax 3对于x (0,—)恒成立.6 2例题：若不等式sinx x ax 3对于x (0,?)恒成立，求a 的取值范围.应用洛必达法则和导数当x (0,2)时，原不等式等价于ax sin x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；③ 出现“ 0”型式子.x 3 x sinx 3sin x xcosx 2x 记 f(x) 3 ，则 f '(x) 4 . x x 记g(x) 3sinx xcosx 2x ，贝U g '(x) 2cosx xsinx 2 . 因为 g''(x) xcosx sinx cosx(x tanx)， (海南宁夏文)已知函数 f (x) x(e x 1) ax 2.(I)若f (x)在x 1时有极值，求函数f (x)的解析式; (U)当x 0时，f(x) 0，求a 的取值范围.解: ( I)略(n)应用洛必达法则和导数g'''(x) xsi nx 0,所以g ''(x)在(0,?)上单调递减，且g''(x)，所以g'(x)在(0-)上单调递减，且g'(x) 0.因此g(x)在(0-)上单调递减, 2 2 且g(x) 0，故f'(x) ?啤 0，因此f(x) x 严在(0_)上单调递减. x x 2 由洛必达法则有 li 叫 f(x)x sin x x 3 1 cosx sin x cosx lim 2 lim lim x 03x2 x 06x x 06①当x 0时, a R ;②当x 0时, x(e x 1)ax 2等价于e x x11 ax ，也即a.x记 g(x)xe 1, x (0,)，则 g '(x) (x 1)e x 1xx记 h(x) (x 1)e x1 , x(0,)，则h'(x) xe x 0，因此 h(x) (x 1)e x 1 在当 x 0 时，f(x) 0，即 x(e x 1) ax 2. 即当x 0时，g(x) 6，即有f(x)右(0,)上单调递增，且h(x)Xh(0) 0,所以 g'(x) 她 0，从而 g(x) -1在xx(0,)上单调递增. 由洛必达法则有(U)设当X 0时，f(x)—，求a的取值范围?ax 1解：(I)略(n)应用洛必达法则和导数由题设x 0，此时f (X) 0.①当a 0时，若x 1 a 则」0 ,ax 1 f(x) 不成立；ax 1②当a 0时，当X 0时,/ 、Xf(x) ，即1 X Xeax 1 ax 1 若x 0，则a R;若x 0，则1X eX X等价于1 e 1X X-，即 a Xe x e 1ax 1 x ax 1 xe X xxx, 2x2XcX, xxe e 1 e x e 2e 1 e z x 2 x、记g(x) x ，则g(x)x 2 = x 2(e x 2 e). xe x (xe x) (xe x)(I)求f(x)的单调区间;(n)如果对任何x > 0，都有f(x) < ax,求a的取值范围.(2 cosx)cos x sin x( sin x) 2cosx 1 解：(I) f(x) -) yco^2 n 2 n当2k n E x 2k n孑(k Z)时，cosxX叫g(x)X lim —x 0 x即当X 0时，g(x) 1 记h(x) e x x2 2 e x，则h'(x) e x 2x e x，h''(x) e x+e x 2 0.因此，h'(x) e x 2x e x在(0，)上单调递增，且h'(0) 0，所以h'(x) 0，所以g(X) 1，即有a 1.综上所述，当a 1 , X 0时，f (X) 0成立. 因此g'(x)=Xex 2(xe x)h(x) 0，所以g(x)在(0,)上单调递增.(全国大纲理) 设函数f (x) 1 (I)证明：当X 1 时，f(x) 由洛必达法则有X叫g(x)g(x)X Xxe elim x——x 0 xe xXxelim x x x 0 exeXxeXxe0时, i，即有g(x) 2，所以a i.综上所述，a的取值范围是((全国2理)设函数f(x)sin x2 cosx12，即f(X) 0；2 n当 2k n x4n (k Z )时,cosx1—,即 f (x)332因此f(x)在每- 」个区间 2k nNfk n2 n(kZ )是增函数，33f(x)在每一个区间 2k n2 n3 4 n ，2k n 3(k Z ) 是减函数.另一方面，当x [,)时，g(x )xj ；：sx )2 J 2，因此a 右解：(I)略(n)应用洛必达法则和导数sin x ax 2 cosx 0，则 a R ;2xcosx 2sin x sin xcosx x 则 g '(x)-------------------------- x ^厂o 击 ----------记 h(x) 2xcosx 2sinx sin xcosx x ， h'(x) 2cosx 2xsinx 2cosx cos2x 122xsinx cos2x 1 2sin x 2xsinx 2sin x(sinx x)因此，当x (0,)时，h'(x) O,h(x)在(0,)上单调递减，且h(0)0,故g'(x) 0，所以g(x)在(0, )上单调递减,而 lim g(x) x 0 limx 0 sin x x(2 cosx) lim cosxx 02+cosx xsinxf(x)若x若x 0，贝U sin x ax 等价于a2 cosxsin x x(2 cosx)即 g(x)sin x x(2 cosx)。
导数结合洛必达法则巧解高考压轴题
导数结合洛必达法则巧解高考压轴题2010年和2011年高考中的全国新课标卷中的第21题中的第○2步，由不等式恒成立来求参数的取值范围问题，分析难度大，但用洛必达法则来处理却可达到事半功倍的效果。
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) ()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)()()limx af x lg x →'='， 那么 ()()lim x a f x g x →=()()limx a f x l g 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 ()()limx f x g x →∞=()()limx 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 →=()()limx 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。
(完整版)洛必达法则在高考解答题中的应用(高二下)
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 )(+=。
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
导数结合洛必达法则巧解高考压轴题第一部分：历届导数高考压轴题(全国2理)设函数f (x )＝(x ＋1)ln(x ＋1)，若对所有的x ≥0，都有f (x )≥ax 成立，数a 的取值围．（全国1理）已知函数()11axx 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 的取值围.（全国1理）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 的取值围．（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 的取值围．（理）设函数ln ()ln ln(1)1xf 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 的取值围;若不存在,试说明理由.（新课标理）设函数)(x f =21x e x ax ---. （Ⅰ）若0=a ，求)(x f 的单调区间; （Ⅱ）若当x ≥0时)(x f ≥0，求a 的取值围.（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 的取值围.（全国大纲理）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 的取值围.（新课标理）已知函数ln ()1a x bf 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 kf x x x>+-，求k 的取值围.例题：若不等式3sin x x ax >-对于(0,)2x π∈恒成立，求a 的取值围第二部分：泰勒展开式1.2311,1!2!3!!(1)!n n xx x x x x x e e n n θ+=+++++++其中(01)θ<<； 2. 231ln(1)(1),2!3!!n n n x x x x x R n -+=-+-+-+其中111(1)()(1)!1n nn n x R n x θ++=-++； 3.35211sin (1)3!5!(21)!k k n x x x x x R k --=-+-+-+-，其中21(1)cos (21)!k kn x R x k θ+=-+；4. 24221cos 1(1)2!4!(22)!k k n x x x x R k --=-+-+-+-，其中2(1)cos (2)!kk n x R x k θ=-；第三部分：洛必达法则及其解法洛必达法则：设函数()f x 、()g x 满足： （1）lim ()lim ()0x ax af xg x →→==；（2）在()U a ，()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 →→'=='.1.（新课标理）已知函数ln ()1a x bf 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 kf x x x>+-，求k 的取值围. 常规解法（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 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 的取值围为(0]-∞，. 注：分三种情况讨论：①0k ≤；②01k <<；③1k ≥不易想到.尤其是②01k <<时，许多考生都停留在此层面，举反例1(1,)1x k∈-更难想到.而这方面根据不同题型涉及的解法也不相同，这是高中阶段公认的难点，即便通过训练也很难提升.洛必达法则解法当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 的取值围为(0]-∞，.注：本题由已知很容易想到用分离变量的方法把参数k 分离出来.然后对分离出来的函数22ln ()11x xg x x=+-求导，研究其单调性、极值.此时遇到了“当=1x 时，函数()g x 值没有意义”这一问题，很多考生会陷入困境.如果考前对优秀的学生讲洛必达法则的应用，再通过强化训练就能掌握解决此类难题的这一有效方法.2.（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)1x h x x e =-+，当(0+)x ∈∞，时，''()0x h x xe =>，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，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.例题：若不等式3sin x x ax >-对于(0,)2x π∈恒成立，求a 的取值围.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 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；③出现“00”型式子.（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.（全国大纲理）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 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 的取值围是1(,]2-∞.（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．解：（Ⅰ）略（Ⅱ）应用洛必达法则和导数sin ()2cos xf x ax x=≤+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 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 ≥.。
导数结合洛必达法则巧解高考压轴题
求 k 的取值范围.
整理课件
10.自编
自编：若不等式 sin x x ax3 对于 x (0, )
2
恒成立，求 a 的取值范围.
整理课件
第二部分：泰勒展开式
整理课件
泰勒展开式
1. ex 1 x x2 x3
(k
1)(x2 1) 2x x2
.
整理课件
2.2011新课标理的常规解法
(i)当 k
0
时，由 h '(x)
k(x2
1) (x x2
1)2
知，当
x
1 时， h '(x)
0 .因为 h(1)
0
，
所以当
x
(0,1) 时，
h(x)
0
，可得
1
1 x
2
h(x)
0
；当
x (1, ) 时，
h(x)
0
，可
得
1 h(x) 0 ，从而当 x 0 且 x 1 时， f (x) ( ln x k ) 0 ，即 f (x) ln x k ；
1 x2
x 1 x
x 1 x
（ii）当 0 k 1时，由于当 x (1, 1 ) 时， (k 1)(x2 1) 2x 0，故 h '(x) 0 ，而 1 k
整理课件
2.2011新课标理的常规解法
注：分三种情况讨论：① k 0 ；② 0 k 1；③ k 1 不易想到. 尤其是② 0 k 1时，许多考生都停留在此层面，举反例 x (1, 1 )
1 k
更难想到.而这方面根据不同题型涉及的解法也不相同，这是高中阶段 公认的难点，即便通过训练也很难提升.
导数结合洛必达法则巧解高考压轴题
导数结合洛必达法则巧解高考压轴题2010年和2011年高考中的全国新课标卷中的第21题中的第○2步，由不等式恒成立来求参数的取值范围问题，分析难度大，但用洛必达法则来处理却可达到事半功倍的效果。
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) ()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)()()limx af x lg 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 ，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 →∞=()()limx 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)()()lim x a f x l g x →'='，那么 ()()lim x a f x g x →=()()limx 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。
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k )
x1 x
x1 x
1 1 x2 (2ln x
(k
1)(x2 x
1) )
.
2
2
考虑函数 h(x) 2ln x
(k 1)(x x
1) (x
0) ，则 h '( x)
(k
1)(x 1) x2
2x .
2
2
(i) 当 k 0 时，由 h '(x)
k(x
1) (x x2
1) 知，当 x
1 时，h '( x)
2( x2
1)ln x 2(1 (1 x 2)2
x2) 2( x2 1)
= (1
x2)2 (ln x
1 x2
x2) ， 1
记 h(x)
ln x
1 x2
x2 ，则 h '( x) 1
1
4 x (1 x2 )2
+ x
(1+x2)2
=
x(1+x2 )2
0，
从而 h( x) 在 (0, ) 上单调递增，且 h(1) 0 ，因此当 x (0,1) 时， h(x) 0 ，当
x ax3 对于 x
(0,) 恒成立 .
6
2
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； ③出现“ 0 ”型式子 .
0
（海南宁夏文） 已知函数 f ( x) x(ex 1) ax2 .
（Ⅰ）若 f ( x) 在 x 1 时有极值，求函数 f ( x) 的解析式；
k
1时，由于当 x
1 (1,
) 时， (k
1)( x2
1)
2x
0 ，故 h '( x)
0，
1k
而 h(1)
0 ，故当 x
(1, 1 ) 时， h( x) 1k
0 ，可得
1
1 x2
h( x)
0 ，与题设矛盾 .
（ iii ）当 k 1 时， h '( x) 0 ，而 h(1) 0 ，故当 x (1, ) 时， h( x) 0 ，可得
程为 x 2 y 3 0 .
（Ⅰ）求 a 、 b 的值； （ Ⅱ）如果当 x 0 ，且 x 1 时， f (x) 常规解法
ln x k ，求 k 的取值范围 . x1 x
（Ⅰ）略解得 a 1 ， b 1.
（Ⅱ） 方法一：分类讨论、假设反证法
由（Ⅰ）知 f ( x)
ln x
1 ，所以 f ( x)
ln x (
( 1)k 1 x 2k 2 (2 k 2)!
Rn ，其中 Rn
( 1)k x2k cos x ； (2 k)!
2
第三部分 ： 洛必达法则及其解法
洛必达法则： 设函数 f ( x) 、 g (x) 满足：
（ 1） lim f ( x) lim g( x) 0 ；
xa
xa
（ 2）在 U o( a) 内， f ( x) 和 g ( x) 都存在，且 g (x) 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
第二部分 ： 泰勒展开式
1. ex 1 x
x2
x3 K
1! 2! 3!
xn
xn 1 e x, 其中 (0
n! ( n 1)!
1) ；
2. ln(1 x)
x2 x
2!
x3 K
lim ex x 02
1 2
即当 x 0 时， g( x) 1 ，所以当 x (0，+ ) 时，所以 g( x) 1 ，因此 a 1 .
2
2
2
综上所述，当 a 1 且 x 0 时， f (x) 0 成立 . 2
4
例题 ：若不等式 sin x x ax3 对于 x (0, ) 恒成立，求 a 的取值范围 . 2
x
x
(0, ) 上单调递增 . 由洛必达法则有
5
lim g ( x)
ex 1 lim
ex lim
1，
x0
x0 x
x 01
即当 x 0 时， g( x) 1
所以 g( x) 1 ，即有 a 1 .
综上所述，当 a 1 ， x 0 时， f ( x) 0成立 .
（全国大纲理） 设函数 f (x) 1 e x .
x2
2ln x 2
1 lim
x1
2x
0，
即当 x 1时， g(x) 0 ，即当 x 0 ，且 x 1 时， g( x) 0 .
因为 k g( x) 恒成立，所以 k 0 . 综上所述， 当 x 0 ，且 x 1 时， f ( x) ln x k x1 x
成立， k 的取值范围为 ( ，0] .
注：本题由已知很容易想到用分离变量的方法把参数 k 分离出来 . 然后对分离
（全国大纲理） 设函数 f (x) 1 e x .
（Ⅰ）证明：当 x 1 时， f (x) x ； x1
（Ⅱ）设当 x 0 时， f (x) x ，求 a 的取值范围 . ax 1
（新课标理） 已知函数 f ( x) 为 x 2y 3 0.
a ln x b ，曲线 y x1 x
f ( x) 在点 (1, f (1))处的切线方程
所 以 h( x)
(x
2)
x
e
x 2 在 (0，+ ) 上 单 调 递 增 ， 且 h(x)
h(0)
0 ， 因此 当
x
(0，+ ) 时， g '(x)
h(x) x3
0 ，从而 g(x)
ex 1 x2
x 在 (0，+
) 上单调递增 .
由洛必达法则有，
lim g( x)
x0
lim ex
x0
1
2
x
x
lim ex 1 x 0 2x
0 . 因为 h(1) 0 ，
所以当 x
(0,1) 时， h( x)
0 ，可得
1
1 x2
h( x)
0 ；当 x
(1,
可得
) 时， h( x) 0 ，
1 1 x2 h(x)
0 ，从而当 x
0且x
1 时， f ( x)
ln x (
x1
k )
x
0 ，即 f (x)
ln x k ； x1 x
（ ii ）当 0
ex 1 x2
x
x
(0，+ ) ，则 g '( x)
(x
2)ex x3
x
2.
记 h( x) (x 2)ex x 2 x (0，+ ) ， 则 h '( x) ( x 1)ex 1 ， 当 x (0，+ ) 时 ，
h''( x) xex 0，所以 h'( x) ( x 1)ex 1在 (0，+ ) 上单调递增， 且 h '(x) h '(0) 0 ，
应用洛必达法则和导数
x sin x
当 x (0, ) 时，原不等式等价于 a 2
x3 .
记 f (x)
x sin x x3 ，则 f '(x)
3sin x xcosx 2x
x4
.
记 g (x) 3sin x x cosx 2x ，则 g '(x) 2cos x x sin x 2 .
因为 g ''(x) x cosx sin x cosx( x tan x) ，
) ，则 g '( x)
( x 1)ex 1 .
x
x
记 h( x) (x 1)ex 1 ， x (0, ) ，则 h'( x) xex 0 ，因此 h(x) (x 1)ex 1 在
(0, ) 上单调递增， 且 h( x) h(0) 0 ，所以 g '(x) h( x) 0 ，从而 g (x) ex 1 在
（Ⅰ）若 a 0 ，求 f ( x) 的单调区间；
（Ⅱ）当 x 0 时， f ( x) 0 ，求 a 的取值范围 .
应用洛必达法则和导数 （Ⅱ）当 x 0 时， f ( x) 0 ，即 ex 1 x ax2 .
x
①当 x
0 时， a
R ；②当 x
0 时， ex
1x
ax2 等价于 a
e
1 x2
x.
记 g(x)
3!
( 1)n 1 x n n!
Rn , 其中 Rn
( 1)n
xn 1 (
1
)n 1；
(n 1)! 1 x
3. sin x x x3 3!
x5 K
5!
( 1)k 1 x2 k 1
Rn ，其中 Rn ( 1)k x2k 1 cos x ；
(2 k 1)!
(2k 1)!
4. cos x 1 x2 2!
x4 K 4!
1 1 x2 h( x)
0 ，与题设矛盾 . 综上可得， k 的取值范围为 (
，0] .
注： 分三种情况讨论：① k 0 ；② 0 k 1 ；③ k 1 不易想到 . 尤其是②
0 k 1时，许多考生都停留在此层面，举反例 x (1, 1 ) 更难想到 . 而这方面根 1k
据不同题型涉及的解法也不相同，这是高中阶段公认的难点，即便通过训练也很
（Ⅱ）当 x 0 时， f ( x) 0 ，求 a 的取值范围 .
解：（Ⅰ）略 （Ⅱ） 应用洛必达法则和导数
当 x 0 时， f ( x) 0 ，即 x(ex 1) ax2 .