洛必达法则在高考中的应用
新人教版高中数学《洛必达法则在高考中的应用》精品PPT课件
注意：lim6x 2 为已定式，不能再用洛必达法则。
x1 6 x
例5.若f(x0 )
2
，求lim h0
f(x0
2h) 5h
f(x0
h)
解析：l i m h0
f(
x0
2 h ) 5h
f
( x0
h)
lim 2f(x0
h0
2
h ) 5
f( x0
h)
3 5
f( x0
2a
g(3) 9a 1 0
①若g(1) a 1 0 a 1 时，
g(t)
则 g(t) 在 [1,3]必有唯一零点t0
所以 y(t) 在[1, t0 ] 减，[t0 ,3]增
1 t0 3
又y(1) 0 ，所以 y(t0 ) 0不适合。
②若g(1) a 1 0 a 1时，
若 x (0,)，则
ax 1 0 ax 1 x f (x)
a
1 1 ex
1 x
xex ex 1 x(ex 1)
h(x)恒成立。
下面求 h(x),x (0,) 的最小值或最小极限值。
用导数法判断单调性难以解决，所以猜测最小
极限值点在0或 位置，由洛必达法则：
g(x) xe x 2e x x 2 0(x 0)
因为 g(x) xex ex 1 ，g (x) xe x 0
所以 g(x) 在(0,) 增
g(x) g(0) 0 所以 g(x) 在(0,)增
g(x) g(0) 0 h(x) 1
最新洛必达法则在高考解答题中的应用(高二下)复习课程
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 )(+=。
用洛必达定理来解决高考压轴题
用洛必达定理来解决高考压轴题一．洛必达法则法则1 若函数f(x) 和g(x)满足下列条件：(1) ()lim 0x af x →= 及()lim 0x ag x →=；(2)在点a 的去心邻域内，f(x) 与g(x) 可导且g '(x)≠0；(3)()()lim x a f x l g x →'='，那么 ()()lim x a f x g x →=()()lim x 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)()()lim x f x l g x →∞'='，那么 ()()lim x f x g x →∞=()()lim x f x l g x →∞'='。
法则3 若函数f(x) 和g(x)满足下列条件：(1) ()lim x af x →=∞及()lim x ag x →=∞；(2)在点a 的去心邻域内，f(x) 与g(x) 可导且g '(x)≠0；(3)()()limx a f x l g x →'='， 那么 ()()limx af xg x →=()()limx af x lg x →'='。
利用洛必达法则求未定式的极限是微分学中的重点之一，在解题中应注意： ○1将上面公式中的x→a，x→∞换成x→+∞，x→-∞，x a+→，x a-→洛必达法则也成立。
○2洛必达法则可处理00，∞∞，0⋅∞，1∞，0∞，00，∞-∞型。
○3在着手求极限以前，首先要检查是否满足00，∞∞，0⋅∞，1∞，0∞，00，∞-∞型定式，否则滥用洛必达法则会出错。
当不满足三个前提条件时，就不能用洛必达法则，这时称洛必达法则不适用，应从另外途径求极限。
【优质文档】用洛必达定理来解决高考压轴题
e
2x
lim
x0
e
2
1
，
2
故a 1 2
综上，知 a 的取值范围为
1 ,
。
2
2 ．（ 20XX 年全国新课标理）已知函数，曲线
y f ( x) 在点 (1, f (1))处的切线方程为
x 2y 3 0。 （Ⅰ）求 a 、 b 的值； （Ⅱ）如果当 x 0 ，且 x 1 时， f ( x) ln x k ，求 k 的取值范围。 x1 x
原解：（Ⅰ） f '( x)
( x 1 ln x) x
b
( x 1)2
x2
由于直线 x 2 y 3 0 的斜率为
1
，且过点
(1,1)，故
2
f (1) 1,
f '(1)
1即 ,
2
b 1,
a
1
b
,
2
2
解得 a 1， b 1。
ln x 1
（Ⅱ）由（Ⅰ）知 f ( x)
，所以
x1 x
ln x k 1
(k 1)(x2 1)
,1
2
原解在处理第（ II ）时较难想到，现利用洛必达法则处理如下：
另解 :（ II ）当 x 0 时， f (x) 0，对任意实数 a,均在 f (x) 0 ；
x
e 当 x 0时， f (x) 0等价于 a
x1
2
x
x
令
gx
e x1 2
(x>0),
则
x
g ( x)
x
x
xe 2e x 2
3
x
，令
x
x
h x xe 2e x
2023年高考数学复习：洛必达法则
lim
x→0+
ex2－x 1＝xl→ im0+
e2x＝12，故 a≤12.
综上，实数 a 的取值范围是－∞，12.
则h′(x)＝xex－ex＋1，
记φ(x)＝h′(x)，则φ′(x)＝xex>0，
∴h′(x)在(0，＋∞)上单调递增，h′(x)>h′(0)＝0，
∴h(x)在(0，＋∞)上单调递增，h(x)>h(0)＝0，
∴g′(x)>0，g(x)在(0，＋∞)上单调递增.
由洛必达法则知
lim
x→0+
ex－xx2－1＝
gf′′xx＝A(可连续使用).
例 已知函数f(x)＝x2ln x－a(x2－1)，a∈R.若当x≥1时，f(x)≥0恒成立， 求实数a的取值范围.
解 方法一 由f(x)＝x2ln x－a(x2－1)≥0，
当x＝1时，不等式成立，
当 x>1 时，a≤xx22－ln 1x， 令 g(x)＝xx22－ln 1x(x>1)，则 g′(x)＝xx2－ x21－－122ln x，
因为 x>1，则(x2－1－2ln x)′＝2x－2x>0，
故y＝x2－1－2ln x在(1，＋∞)上单调递增，
则y＝x2－1－2ln x>0，
故
g′(x)＝xx2－ x21－－122ln
x >0.
所以g(x)在(1，＋∞)上单调递增.
则 g(x)>g(1)，由洛必达法则知lim x→1
x2ln x x2－1
2 a 1
所以f(x)min＝f( e 2 )
2 a 1
＝(e 2
)2·2a2－1－a[( e
2a1 2
洛必达法则在高考解答题中的应用(高二下)
洛必达法则在高考解答题中的应用(高二下)-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN导数结合洛必达法则巧解高考压轴题一．洛必达法则：法则1.若函数)(x f 和)(x g 满足下列条件：(1) ()lim 0x a f x →= 及()lim 0x ag x →=； (2)在点a 的去心邻域内，)(x f 与)(x g 可导且0)('≠x g ；(3)()()lim x a f x l g x →'='，那么 ()()lim x a f x g x →=()()lim x a f x l g x →'='． 法则2.若函数)(x f 和)(x g 满足下列条件：(1) ()lim x a f x →=∞及()lim x a g x →=∞；(2)在点a 的去心邻域内，)(x f 与)(x g 可导且0)('≠x g ；(3)()()lim x a f x l g x →'='，那么 ()()lim x a f x g x →=()()lim x a f x l g x →'='． 利用洛必达法则求未定式的极限是微分学中的重点之一，在解题中应注意： ○1将上面公式中的a x →，∞→x 换成+∞→x ，-∞→x ，+→a x ，-→a x 洛必达法则也成立．○2洛必达法则可处理00，∞∞，0⋅∞，∞1，0∞，00，∞-∞型． ○3在着手求极限以前，首先要检查是否满足00，∞∞，0⋅∞，∞1，0∞，00，∞-∞型定式，否则滥用洛必达法则会出错．当不满足三个前提条件时，就不能用洛必达法则，这时称洛必达法则不适用，应从另外途径求极限． ○4若条件符合，洛必达法则可连续多次使用，直到求出极限为止． 二．高考例题讲解1. 函数2()1x f x e x ax =---．（Ⅰ）若0a =，求()f x 的单调区间；（Ⅱ）若当0x ≥时()0f x ≥，求实数a 的取值范围．2. 已知函数xb x x a x f ++=1ln )(，曲线()y f x =在点))1(,1(f 处的切线方程为230x y +-=．（Ⅰ）求a 、b 的值；（Ⅱ）如果当0x >，且1x ≠时，ln ()1x k f x x x>+-，求k 的取值范围． 3.若不等式3sin ax x x ->对于)2,0(π∈x 恒成立，求实数a 的取值范围． 4.设函数xx x f cos 2sin )(+=。
洛必达法则在高考解答题中的应用
一．洛必达法例：法例 1. 若函数f (x)和g (x)知足以下条件： (1) lim f x0 及 lim g x0 ；x a x a(2) 在点a的去心邻域内， f (x) 与 g(x) 可导且 g '( x)0 ；f xl ，那么f x f xl ．(3) lim lim= limx a g x x a g x x a g x法例 2. 若函数f (x)和g (x)知足以下条件： (1)lim f x及 lim g x；x a x a(2) 在点a的去心邻域内， f (x) 与 g(x)可导且 g' ( x)0 ；f xl ，那么f x f xl ．(3) lim lim= limx a g x x a g x x a g x利用洛必达法例求不决式的极限是微分学中的要点之一，在解题中应注意：○1 将上边公式中的x a ， x换成 x， x， x a， x a 洛必达法例也建立．○2 洛必达法例可办理0 ，， 0， 1，， 00，型．0 ，○3 在着手求极限从前，第一要检查能否知足，0， 1 ，0，00，型定式，不然滥用洛必达法例会犯错．当不知足三个前提条件时，就不可以用洛必达法例，这时称洛必达法例不合用，应从此外门路求极限．○4 若条件切合，洛必达法例可连续多次使用，直到求出极限为止．二．高考例题解说1.函数 f ( x)e x 1 x ax2．（Ⅰ）若 a0 ，求 f ( x)的单一区间；（Ⅱ）若当 x0 时f ( x)0 ，务实数 a 的取值范围．2. 已知函数aln x by f (x) 在点(1, f (1))处的切线方程为f ( x)1，曲线x xx 2 y 30 ．（Ⅰ）求 a 、b的值；（Ⅱ）假如当 x0 ，且 x 1时， f ( x)ln x k，求 k 的取值范围．x 1x3. 若不等式sin x x ax3关于x (0,) 恒建立，务实数 a 的取值范围．24. 设函数 f ( x)sin x 。
妙用洛必达法则-2023年新高考数学导数压轴题(解析版)
妙用洛必达法则【典型例题】例1.已知f(x)=(x+1)ln x．(1)求f(x)的单调区间；(2)若对任意x≥1，不等式xf(x)x+1-ax+a≤0恒成立，求a的取值范围．【解析】解：(1)f(x)的定义域为(0,+∞)，f′(x)=ln x+1+1 x，令g(x)=ln x+1+1x(x>0)，则g (x)=1x-1x2=x-1x2所以当0<x<1时，g (x)<0；当x>1时，g (x)>0，所以g(x)在(0,1)单调递减，在(1,+∞)单调递增，所以x>0时，g(x)>g(1)=2>0，即f(x)在(0,+∞)上单调递增，所以f(x)的增区间为(0,+∞)，无减区间．(2)对任意x≥1，不等式xf(x)x+1-ax+a≤0恒成立等价于对任意x≥1，ln x-a x-1x≤0恒成立．当x=1，a∈R对任意x>1，不等式xf(x)x+1-ax+a≤0恒成立等价于对任意x>1，a≥x ln xx2-1恒成立．记m(x)=x ln xx2-1(x>1)，则m (x)=(1+ln x)(x2-1)-2x2ln x(x2-1)2=x2-1-(1+x2)ln x(x2-1)2=1 x2+11-2x2+1-ln x (x2-1)2，记t(x)=1-21+x2-ln x(x>1)，则t (x)=4x(1+x2)2-1x=4x2-(1+x2)2x(1+x2)2=-(1-x2)2x(1+x2)2<0，所以t(x)在(1,+∞)单调递减，又t(1)=0，所以，x>1时，t(x)<0，即m (x)<0，所以m(x)在(1,+∞)单调递减．所以m(x)max<m(1)=limx→1x ln xx2-1=limx→1x ln xx+1-0x-1=x ln xx+1x=1=x+1-ln x(x+1)2x=1=12，综上所述，a的取值范围是12,+∞．例2.设函数f(x)=ln(x+1)+a(x2-x)，其中a∈R．(1)a=1时，求曲线y=f(x)在点(1，f(1))处的切线方程；(2)讨论函数f(x)极值点的个数，并说明理由；(3)若∀x>0，f(x)≥0成立，求a的取值范围．【解析】解：(1)当a=1时，切点为(1,ln2)，则f′(x)=1x+1+2x-1，所以f′(1)=32，切线方程为y-ln2=32(x-1)，即3x-2y+2ln2-3=0，所以切线方程为：3x-2y+2ln2-3=0；(2)由题意可知，函数f(x)的定义域为(-1,+∞)，则f′(x)=1x+1+a(2x-1)=2ax2+ax-a+1x+1，令g(x)=2ax2+ax-a+1，x∈(-1,+∞)，①当a=0时，f′(x)>0，函数f(x)在(-1,+∞)上单调递增，无极值点，②当a>0时，△=a(9a-8)，当0<a≤89时，△≤0，g(x)≥0，f′(x)≥0，所以f(x)在(-1,+∞)上单调递增，无极值点，当a>89时，△>0，设方程2ax2+ax-a+1=0的两个根，x1，x2，且x1=-a-9a2-8a4a，x2=-a+9a2-8a4a，此时x1<x2，因为x1+x2=-12，x1<-14，x2>-14，g(-1)=1>0，所以-1<x1<-14，因为x∈(-1,x1)，(x2，+∞)时，g(x)>0，f′(x)>0，函数f(x)单调递增，x∈(x1，x2)时，g(x)<0，f′(x)<0，函数f(x)单调递减，所以函数有两个极值点，当a<0时，△>0，设方程2ax2+ax-a+1=0的两个根，x1，x2，且x1=-a-9a2-8a4a，x2=-a+9a2-8a4a，此时x1>x2，因为g(-1)=1>0，所以x2<-1，所以，x∈(-1,x1)时，g(x)>0，f′(x)>0，函数f(x)单调递增，当x∈(x2，+∞)时，g(x)<0，f′(x)<0，函数f(x)单调递减，所以函数有一个极值点，综上可知，当a<0时，函数f(x)有一个极值点；当0≤a≤89时，函数f(x)无极值点；当a>89时，函数f(x)有两个极值点；(3)当0≤a≤89时，函数f(x)在(0,+∞)上单调递增，因为f(0)=0，所以x∈(0,+∞)时，f(x)>0，符合题意，当89<a≤1时，g(0)>0，得x2<0，所以函数f(x)在(0,+∞)上单调递增，又因为f(0)=0，所以x∈(0,+∞)时，f(x)>0，符合题意，当a>1时，由g(0)<0，得x2>0，所以x∈(0,x2)时，函数f(x)单调递减，因为f(0)=0，所以x∈(0,x2)时，f(x)<0时，不符合题意，当a<0时，设h(x)=x-ln(x+1)，因为x∈(0,+∞)时，h′(x)=1-1x+1=xx+1>0，所以h(x)在(0,+∞)上单调递增，所以当x∈(0,+∞)时，h(x)>h(0)=0，即h(x+1)<x，可得f(x)<x+a(x2-x)=ax2+(1-a)x，当x>1-1a时，ax2+(1-a)x<0，此时f(x)<0，不合题意，综上，a的取值范围为[0，1]．例3.已知函数f(x)=x2-mx-e x+1．(1)若函数f(x)在点(1，f(1))处的切线l经过点(2,4)，求实数m的值；(2)若关于x的方程|f(x)|=mx有唯一的实数解，求实数m的取值范围．【解析】解：(1)f (x)=2x-m-e x，∴在点(1，f(1))处的切线l的斜率k=f (1)=2-e-m，又f(1)=2-e-m，∴切线l的方程为y-(2-e-m)=(2-e-m)(x-1)，即l:y=(2-e-m)x，由l经过点(2,4)，可得4=2(2-e-m)⇒m=-e．(2)证明：易知|f(0)|=0=m×0⇒x=0为方程的根，由题只需说明当x>0和x<0时原方程均没有实数解即可．①当x>0时，若m<0，显然有mx<0，而|f(x)|≥0恒成立，此时方程显然无解，若m=0，f(x)=x2-e x+1⇒f (x)=2x-e x，f (x)=2-e x，令f (x)>0⇒x<ln2，故f (x)在(0,ln2)单调递增，在(ln2,+∞)单调递减，故f (x)<f (ln2)=2ln2-2<0⇒f(x)在(0,+∞)单调递减⇒f(x)<f(0)=0，从而|f(x)|>0，mx=0×x=0，此时方程|f(x)|=mx也无解．若m>0，由|f(x)|=mx⇒m=x+1x-e xx-m，记g(x)=x+1x-e xx-m，则g (x)=(x-1)(x+1-e x)x2，设h(x)=x+1-e x，则h (x)=1-e x<0有(0,+∞)恒成立，∴h(x)<h(0)=0恒成立，故令g (x )>0⇒0<x <1⇒g (x )在(0,1)上递增，在(1,+∞)上递减⇒g (x )≤g (1)=2-e -m <0⇒|g (x )|≥e -2+m >m ，可知原方程也无解，由上面的分析可知x >0时，∀m ∈R ，方程|f (x )|=mx 均无解．②当x <0时，若m >0，显然有mx <0，而|f (x )|≥0恒成立，此时方程显然无解，若m =0，和①中的分析同理可知此时方程|f (x )|=mx 也无解．若m <0，由|f (x )|=mx ⇒-m =x +1x -e x x-m，记g (x )=x +1x -e x x -m ，则g(x )=(x -1)(x +1-e x )x 2，由①中的分析知h (x )=x +1-e x <0，故g (x )>0在(-∞,0)恒成立，从而g (x )在(-∞,0)上单调递增，当x →0时，g (x )→lim x →0-g (x )=lim x →0-x 2+1-e x x -m =lim x →0-2x -e x1-m =-1-m ，如果-1-m ≤0，即m ≥-1，则|g (x )|>m +1，要使方程无解，只需-m ≤m +1⇒m ≥-12，即有-12≤m <0如果-1-m >0，即m <-1，此时|g (x )|∈[0，+∞)，方程-m =|g (x )|一定有解，不满足．由上面的分析知x <0时，∀m ∈-12,+∞ ，方程|f (x )|=mx 均无解，综合①②可知，当且仅当m ∈-12,+∞ 时，方程|f (x )|=mx 有唯一解，∴m 的取值范围为-12,+∞ ．【同步练习】1.设函数f (x )=e x -1-x -ax 2，(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．【解析】(1)a =0时，f (x )=e x -1-x ，f '(x )=e x -1．当x ∈(-∞,0)时，f '(x )<0；当x ∈(0,+∞)时，f '(x )>0．故f (x )在(-∞,0)单调减少，在(0,+∞)单调增加．(2)当x =0时，f (x )=0，对于任意实数a ，f (x )≥0恒成立；当x >0时，f (x )≥0等价于a ≤e x -1-x x 2，令g (x )=e x -x -1x 2(x >0)，则g(x )=xe x -2e x +x +2x 3，令h (x )=xe x -2e x +x +2(x >0)，则h (x )=xe x -e x +1，h (x )=xe x >0，所以h (x )在(0,+∞)上为增函数，h (x )>h (0)=0，所以h (x )在(0,+∞)上为增函数，h (x )>h (0)=0，所以g (x)>0，g(x)在(0,+∞)上为增函数．而limx→0+(e x-1-x)=0，limx→0+(x2)=0，由洛必达法则知，lim x→0+e x-1-xx2=limx→0+e x-12x=limx→0+e x2=12，故a≤12．综上得a的取值范围为-∞,1 2．2.设函数f(x)=ln(x+1)+a(x2-x)，其中a∈R．(1)讨论函数f(x)极值点的个数，并说明理由；(2)若∀x>0，f(x)≥0成立，求a的取值范围．【解析】(1)f(x)=ln(x+1)+a(x2-x)，定义域为(-1,+∞)f (x)=1x+1+a(2x-1)=a(2x-1)(x+1)+1x+1=2ax2+ax+1-ax+1，当a=0时，f (x)=1x+1>0，函数f(x)在(-1,+∞)为增函数，无极值点．设g(x)=2ax2+ax+1-a,g(-1)=1,Δ=a2-8a(1-a)=9a2-8a，当a≠0时，根据二次函数的图像和性质可知g(x)=0的根的个数就是函数f(x)极值点的个数．若Δ=a(9a-8)≤0，即0<a≤89时，g(x)≥0，f(x)≥0函数在(-1,+∞)为增函数，无极值点．若Δ=a(9a-8)>0，即a>89或a<0，而当a<0时g(-1)≥0此时方程g(x)=0在(-1,+∞)只有一个实数根，此时函数f(x)只有一个极值点；当a>89时方程g(x)=0在(-1,+∞)都有两个不相等的实数根，此时函数f(x)有两个极值点；综上可知当0≤a≤89时f(x)的极值点个数为0；当a<0时f(x)的极值点个数为1；当a>89时，f(x)的极值点个数为2．(2)函数f(x)=ln(x+1)+a(x2-x)，∀x>0，都有f(x)≥0成立，即ln(x+1)+a(x2-x)≥0恒成立，设h(x)=-ln x+1x2-x，则h (x)=-1x+1(x2-x)+(2x-1)ln(x+1)(x2-x)2=(2x-1)-x2-x(2x-1)(x+1)+ln(x+1)(x2-x)2，设φ(x)=-x2-x(2x-1)(x+1)+ln(x+1)，则φ (x)=(x2-x)(4x+1)(2x-1)2(x+1)2，所以x∈0,1 2和x∈12,1时，φ (x)<0，所以φ(x)在对应区间递减，x∈(1,+∞)时，φ (x)>0，所以φ(x)在对应区间递增，因为φ(0)=0，limx→12+-x2-x(2x-1)(x+1)>0，φ(1)=ln2>0，所以x∈(0,1)和x∈(1,+∞)时，h (x)>0，所以h(x)在(0,1)与(1,+∞)上递增．当x∈0,1时，x2-x<0，所以a≤-ln x+1x2-x，由h(x)的单调性得，a≤limx→0-ln x+1x2-x=limx→0-1x+12x-1=limx→0-12x-1x+1=1；当x=1时，f(x)=0，恒成立；当x∈1,+∞时，x2-x>0，所以a≥-ln x+1x2-x，由h(x)的单调性得，所以a≥-ln x+1x2-x=limx→+∞-ln x+1x2-x=limx→+∞-1x+12x-1=limx→+∞-12x-1x+1=0，综上，a∈0,13.已知函数f(x)=e x，g(x)=bx+1，若f(x)≥g(x)对于任意x∈R恒成立，求b的取值集合．【解析】e x≥bx+1恒成立，即e x-1≥bx．当x=0时显然成立，即b∈R．当x>0时，b<e x-1x，令F(x)=e x-1x，则F(x)=e x(x-1)+1x2，令G(x)=e x(x-1)+1，则G (x)=xe x>0，所以G(x)递增，所以G(x)>G(0)=0，所以F (x)在(0,+∞)上恒成立．所以F(x)在(0,+∞)上递增，根据洛必达法则得，limx→0+e x-1x=limx→0+e x1=1，所以b≤1．同理，当x<0时，b≥1．综上所述，b的取值集合为1 ．4.设函数f(x)=ln(x+1)，g(x)=xf (x)，x≥0，其中f (x)是f(x)的导函数，若f(x)≥ag(x)恒成立，求实数a的取值范围．【解析】已知f(x)≥ag(x)恒成立，即ln(x+1)≥axx+1恒成立．当x=0时，a为任意实数，均有不等式恒成立．当时x>0，不等式变形为a≤(x+1)ln(x+1)x恒成立．令h(x)=(x+1)ln(x+1)x，则h(x)=x-ln(x+1)x2，再令φ(x)=x-ln(x+1)，则φ (x)=xx+1．因为x>0，所以φ (x)>0，所以φ(x)在(0,+∞)上递增，从而有φ(x)>φ(0)=0．进而有h (x)>0，所以h(x)在(0,+∞)上递增．当x→0+时，有(x+1)ln(x+1)→0，x→0，由洛必达法则得limx→0+h(x)=limx→0+(x+1)ln(x+1)x=limx→0+ln(x+1)+11=1，所以当x→0+时，h(x)→1．所以a≤(x+1)ln(x+1)x恒成立，则a≤1．综上，实数的取值范围为(-∞,1]．5.若不等式sin x>x-ax3对于x∈0,π2恒成立，求a的取值范围．【解析】当x∈0,π2时，原不等式等价于a>x-sin xx3．记f(x)=x-sin xx3，则f (x)=3sin x-x cos x-2xx4．记g(x)=3sin x-x cos x-2x，则g (x)=2cos x+x sin x-2．因为g (x)=x cos x-sin x=cos x(x-tan x)，g (x)=-x sin x<0，所以g (x)在0,π2上单调递减，且g (x)<0，所以g (x)在0,π2上单调递减，且g (x)<0．因此g(x)在0,π2上单调递减，且g(x)<0，故f (x)=g(x)x4<0，因此f(x)=x-sin xx3在0,π2上单调递减．由洛必达法则有lim x→0f(x)=limx→0x-sin xx3=limx→01-cos x3x2=limx→0sin x6x=limx→0cos x6=16即当x→0时，g(x)→16，即有f(x)<16．故a≥16时，不等式sin x>x-ax3对于x∈0,π2恒成立．6.设函数f(x)=1-e-x．设当x≥0时，f(x)≤xax+1，求a的取值范围．【解析】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>-1a，则xax+1<0,f(x)≤xax+1不成立；(2)当a≥0时，当x≥0时，f(x)≤xax+1，即1-e -x≤xax+1；若x=0，则a∈R；若x>0，则1-e-x≤xax+1等价于1-e-xx≤1ax+1，即a≤xe x-e x+1xe x-x．记g(x)=xe x-e x+1xe x-x，则g (x)=e2x-x2e x-2e x+1xe x-x2=e x xe x-x 2e x-x2-2+e-x．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，即h(x)在(0,+∞)上单调递增，且h(0)=0，所以h(x)>0．因此g (x)=e xxe x-x2h(x)>0，所以g(x)在(0,+∞)上单调递增．由洛必达法则有lim x→0g(x)=limx→0xe x-e x+1xe x-x=limx→0xe xe x+xe x-1=limx→0e x+xe x2e x+xe x=12,即当x→0时，g(x)→12，即有g(x)>12，所以a≤12．综上所述，a的取值范围是-∞,12．。
教师与学霸专用：高中数学洛必达法则与泰勒公式在解高考题中的应用
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 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 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)1x f x x x x=-+++.⑴求()f x 的单调区间和极值;⑵是否存在实数a ,使得关于x 的不等式()f x a 的解集为(0,)+∞?若存在,求a 的取值范围;若不存在,试说明理由.（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，()1x f x x ≥+；（Ⅱ）设当0x ≥时，()1x f x ax ≤+，求a 的取值范围.（新课标理）已知函数ln ()1a xbf 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 ()1xkf 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 n n 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 k n 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 a x 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 ax a f x f x A g x g x →→'=='.1.（新课标理）已知函数ln ()1a x b f x x x=++，曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程为230x y +-=.（Ⅰ）求a 、b 的值；（Ⅱ）如果当0x >，且1x ≠时，ln ()1x k f x x x >+-，求k 的取值范围.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)()())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]-∞，.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 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]-∞，.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 x g 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，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)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 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；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)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0001lim ()lim lim 11x x x 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，()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-∞.（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．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 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 cos 212sin cos 212sin 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 ≥.。
洛必达法则在2024年高考中的应用
首先，在心理学考试中，有一道题目是关于人们在面临压力时的反应。
题目问：“当人们面临压力时，他们会表现出什么样的行为？”选择题选项包括直接逃避、积极应对、寻求支持和消沉。
根据洛必达法则，人们的行为往往是对内在需要和外在环境的综合反应。
在面临压力时，不同的人会有不同的应对方式，有些人会选择逃避，有些人会积极应对，有些人会寻求支持，而有些人会消沉。
这道题目考察了学生对洛必达法则的理解和应用。
其次，在社会学考试中，有一道题目是关于个人选择与社会期望的关系。
题目问：“个人选择受到社会期望的影响吗？如果有，如何解释这种现象？”根据洛必达法则，人们的行为往往受到社会期望的影响。
社会期望是一种外在环境因素，它对个人的行为有一定的引导作用。
人们在做出选择时往往会考虑社会期望，尽量符合社会的标准和价值观。
这道题目考察了学生对洛必达法则在社会领域的应用。
最后，在经济学考试中，有一道题目是关于人们在购买决策中的行为模式。
题目问：“人们在购买决策中会考虑哪些因素？请结合洛必达法则解释。
”根据洛必达法则，人们在购买决策中往往会同时考虑内在因素和外在环境。
内在因素包括个人需求、喜好和价值观，外在环境包括信息获取和社会影响。
人们在购买决策中会考虑自己的需求和偏好，并尝试获得更多的信息来做出决策，同时也会受到社会的影响。
这道题目考察了学生对洛必达法则在经济领域的应用。
总结来说，在2024年高考中，洛必达法则被应用于心理学、社会学和经济学等科目，用来解释人类行为的模式和机制。
这些题目考察了学生对洛必达法则的理解和应用能力，同时也拓宽了学生的思维和知识面。
洛必达法则在高中数学的实际应用
洛必达法则在高中数学的实际应用洛必达法则（L'Hôpital's Rule）是一种求极限的方法，广泛应用于高等数学中。
它由法国数学家洛必达（Guillaume de l'Hôpital）于17世纪提出，并被称为洛必达法则。
这个定理为求解复杂函数的极限提供了一种简单而强大的方法。
在高中数学中，洛必达法则可以应用于函数极限的计算和图像分析中。
洛必达法则的主要思想是通过对函数的导数进行操作，将复杂的极限问题转化成简单的极限问题。
洛必达法则适用于以下情况：1.函数与函数之间的极限，其中分子函数和分母函数在某一点处的极限都为零或无穷大；2.函数与无穷大之间的极限，其中分子函数在某一点处的极限为零，而分母函数在该点的极限为无穷大；3.函数与无穷小之间的极限，其中分子函数在某一点处的极限为无穷小，而分母函数在该点的极限为零。
洛必达法则可以帮助我们解决一些复杂的极限问题。
下面以几个实际的例子来说明洛必达法则在高中数学中的应用。
例1:计算极限已知函数f(x) = (e^x - 1) / ln(1 + x)，求极限lim(x->0)f(x)。
利用洛必达法则，我们首先计算f(x)在x = 0处的极限。
将函数f(x)分子和分母对x求导得到f'(x) = e^x / (1 + x)，(ln(1 + x))' = 1 / (1 + x)。
将x = 0代入f'(x)除以(ln(1 + x))'，得到lim(x->0) [e^x / (1 + x)] / [1 / (1 + x)]，这就是所求的极限。
化简得到lim(x->0) e^x = 1。
例2:求导函数已知函数f(x) = (3x^2 - 4x + 1) / (2x^2 + 6x + 4)，求f'(x)。
利用洛必达法则，我们将分子和分母对x求导得到f'(x) = (6x - 4) / (4x + 6)，化简得到f'(x) = 3/2。
利用洛必达法则解决导数问题(解析版)—2025年新高考数学一轮复习
0
一、 型及 型未定式
0 1、定义：如果当 x ® a （或 x ® ）时，两个函数 f (x) 与 g(x) 都趋于零（或都趋于无
f (x)
f (x)
.通常把这种极限
x®a g(x)
x® g(x)
0
称为 型及 型未定式.
x®1
ln x x2 1
=
（）
A． 3
8
B．
1 2
C．1
D．2
【答案】B
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【分析】
根据题意利用洛必达法则求解即可
【详解】由题意得
lim
x®1
ln x x2 1
=
lim
x®1
ln x
x2 1
1
=
lim
x®1
x 2x
=
lim
x®1
1 2x2
=1， 2
故选：B 2．（23-24 高二下·广东佛山·阶段练习）两个无穷小之比或两个无穷大之比的极限可能存在， 也可能不存在，为此，洛必达在 1696 年提出洛必达法则，即在一定条件下通过对分子､分母
【详解】由题意可得： lim ex ex = lim ex ex = lim ex + ex = 2 ．
x®0 sin x x®0 sin x x®0 cos x
故答案为： 2 . 2．（23-24 高二下·四川成都·期中）1696 年，洛必达在他的著作《无限小分析》一书中创造 了一种算法，用以寻找满足一定条件的两函数之商的极限，法则的大意为：在一定条件下通
lim ex + ex 2 = lim ex + ex 2 = lim ex ex = lim ex ex = lim ex + ex = 2 ,
例析洛必达法则在解高考导数题中的运用
例析洛必达法则在解高考导数题中的运用2014年全国各地的高考试题对函数的综合运用的考查，几乎都跟恒成立问题与有解问题有关，这类考题又无一例外地以求参数的求值范围的为问题。
一般地，解决这类问题的方式有两种：其一是选主元法，即把已知范围的字母当作的主元，待求范围的字母看作常数，直接对这个含参数的函数进行分类讨论研究来解决，但一般显得比较复杂；其二是将含参数的方程(或不等式)经过变形，将参数分离出来，使方程(或不等式)的一端化为只含参数的解析式，而另一端化为与参数无关的主元函数，通过对主元函数的值域（或确界）的研究来讨论原方程(或不等式)的解的情况．这种处理方式称为“分离参数法”，用它进行解决这类问题的的最大优点是把所蕴涵的函数关系由隐变显，避免分类讨论的麻烦，所以往往显得非常简捷、有效，因此也是教师与学生所喜爱的一种方法。
笔者发现一个奇怪的现象是许多高考试题采用分离参数法求解入手容易, 思路简单, 但皆因中途函数在某点处的极限难以求出以至解答半途而废, 笔者研究后发现这些极限均为00型, 无法按常规方法约掉零因子, 但若借助高等数学洛必达法则便能迎刃而解。
笔者以2014年陕西四川两道高考压轴试题某一问的求解为例展示它的应用。
1.洛必达法则的内容当x a →时，()f x 及()g x 都趋于零（或无穷大）；在点a 的去心邻域内()f x '及()g x '都存在，且()0g x '≠；()()lim lim ()()x a x a f x f x g x g x →→'='. 这种在一定条件下通过分子分母分别求导再求极限来确定未定式值的方法，叫洛必达法则。
使用时注意两点:①使用前要检查函数 极限是否满足00或∞∞型；②洛比达法则可连续使用多次. 2.高考试题运用举例例1 （2014年陕西高考理科数学第21 题）设函数()ln(1),()'(),0f x x g x xf x x =+=≥，其中'()f x 是()f x 的导函数.（1）11()(),()(()),n n g x g x g x g g x n N ++==∈，求()n g x 的表达式； （2）若()()f x ag x ≥恒成立，求实数a 的取值范围；（3）设n N +∈，比较(1)(2)()g g g n +++与()n f n -的大小，并加以证明. 解：（2）已知()()f x ag x ≥恒成立，即ln(1)1ax x x+≥+恒成立.①当0x =时，原不等式显然成立，此时a R ∈;②当0x >时，01x x >+，则有(1)ln(1)(0)x x a x x++≤>， 设(1)ln(1)()(0)x x h x x x ++=>，则[]min ()a h x ≤，2ln(1)()x x h x x -+'∴= 令()ln(1)x x x ϕ=-+，则()h x '与()x ϕ同号.()01x x x ϕ'=>+，所以函数()x ϕ在(0,)+∞为增函数，所以()(0)0x ϕϕ>=，所以()0h x '>，所以函数()h x 在(0,)+∞为增函数，所以[]min 000(1)ln(1)[(1)ln(1)]ln(1)1()(0)lim lim lim 11x x x x x x x x h x h x x →→→'++++++→===='， 所以此时1a ≤，因为()()f x ag x ≥在0x ≥恒成立，所以综上可得a 的取值范围是(,1]-∞ 评析：此种解法关键是分离参数，把问题转化为不含参数的函数通过多次求导来求最值，然后利用洛必达法则可轻松获解． 当然，解题过程中的一些细节问题的处理应引起重视． 对比考题所给标准答案可知，此种方法思路非常清晰，学生更容易掌握.例2 （2014年四川高考理科数学第21 题）已知函数2()1x f x e ax bx =---，其中,a b R ∈， 2.71828e =为自然对数的底数.（1）设()g x 是函数()f x 的导函数，求函数()g x 在区间[0,1]上的最小值；（2）若(1)0f =，函数()f x 在区间(0,1)内有零点，求a 的取值范围解：（2）(1)0f =1b e a ∴=--∴函数()f x 在区间(0,1)内有零点⇔2(e 1)1x e x a x x ---=-在(0,1)上有解.设2(e 1)1()(01)x e x h x x x x---=<<- 222(e e 1)()(21)(e e 1)()()x x x x x x x h x x x ------+-'∴=-2222(1)(e 1)21()x x e x e x x x x -++-+-=- 设2()(e 1)21(01)x r x e x x x =+-+-<<，()e 2(e 1)20x r x x '=+-+>恒成立 ()r x ∴在(0,1)单调递增. ()0,r x ∴>即()0h x '>()h x ∴在(0,1)单调递增. (0)(1)h a h ∴<< 由洛必达法则知：22000(e 1)1[(e 1)1]1(0)lim lim lim 2()21x x x x x x e x e x e e h e x x x x x →→→'-------+====-'--- 22111(e 1)1[(e 1)1]1(1)lim lim lim 1()21x x x x x x e x e x e e h x x x x x →→→'-------+===='--- 21e a ∴-<< 综上可知，a 的取值范围是(2,1)e -评析：从原函数()f x 入手.将()f x 在区间(0,1)内有零点问题等价转化为方程在(0,1)上有解问题，再参变量分离，构造新函数处理有解问题.其中利用洛必达法则求出函数的端点极限值.上述两个题目的解法在形式上有着高度的统一性，都用到了分离变量，构造函数，恒成立等数学思想，但上述解法有一定的缺陷( 需要知道一点洛必达法则的知识) ，上述解法的难点还在于进行了多次求导，从而判断出导数的符号，超出了高考大纲的要求，不过此类现象在高考数学试卷中多次出现过．3.相关试题例3 （2011年课标全国卷理科数学第21题）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 +-=． （1）求a ，b 的值；（2）如果当x>0，且1x ≠时，ln ()1x k f x x x>+-，求k 的取值范围． 例4 （2010年湖北高考理科数学第21 题）已知函数()(0)b f x ax c a x=++>的图象在点(1,(1))f 处的切线方程为1y x =-. (1)用a 表示出,b c ; (2)若()ln f x x ≥在[1,)+∞上恒成立，求a 的取值范围； (3) 略 例5 （2013年江苏高考数学第20 题）设函数ax x x f -=ln )(，ax e x g x -=)(，其中a 为实数．（1）若)(x f 在),1(+∞上是单调减函数，且)(x g 在),1(+∞上有最小值，求a 的取值范围；（2）若)(x g 在),1(+∞-上是单调增函数，试求)(x f 的零点个数，并证明你的结论． 不难发现这三道试题无论是背景还是解法都与本文所解答的例题极其相似, 解答过程都是先用“分离参数法”将参量与函数式分开, 进而将题目问题转化为确定函数的上确界(或下确界), 接着再利用导数方法判断出函数的单调性, 最后借助洛必达法则求出极限.4.题后反思数学高考题中出现的参数求值范围问题，传统的作法，分的情况比较多，学生讨论的过程比较复杂，容易丢解或者漏解，更有甚者，很多同学，不知道从何入手，导数结合洛必达法则解题，能够优化解题过程，减少了题目运算量能够帮助学生更快解题.但是不可避免地要用到高等数学中的一些知识，如函数的上(下)确界和洛必达法则．这些知识对于高中有奥赛基础的同学来说问题不大，可以花点时间研究一下．现实问题却是，如果补充这些内容无疑加重了学生的学习负担，并且这与新课标所倡导的减负增效理念是相悖的; 高考试题是命题专家在研究课标、教材、考试大纲和学生实际基础上集体智慧的结晶，强调考查通性通法，淡化技巧，对中学数学教学应具有良好的导向作用是高考命题的原则之一，从高考提供的对本类问题的参考答案也可以看出并没有用到高阶导数、洛必达法则以及极限的知识．所以不提倡用洛必达法则解题，在此仅供老师参考．。
(完整版)洛必达法则详述与其在高考中的实际运用
一．L ’Hospital 法则（洛必达法则）法则1 设函数f x ()和g x ()在点a 的某个去心邻域oU a ,d ()内有定义，且满足：(1) lim x ®af x ()=0 及lim x ®ag x ()=0；(2)f x ()和g x ()在oU a ,d ()内可导，且¢g x ()¹0；(3) limx ®a ¢f x()¢g x ()=A （A 为常数，或为∞） 则有 ()()lim x af xg x →=lim x ®a¢f x ()¢g x ()=A 。
法则2 设函数f x ()和g x ()在点a 的某个去心邻域oU a ,d ()内有定义，且满足：(1)()lim x ag x →=∞； (2)f x ()和g x ()在oU a ,d ()内可导,且¢g x ()¹0；(3) limx ®a¢f x()¢g x ()=A （A 为常数，或为∞） 则有 ()()lim x af xg x →=lim x ®a¢f x ()¢g x ()=A利用洛必达法则求未定式的极限是微分学中的重点之一，在解题中应注意： 1.将上面公式中的x→a，x→∞换成x→+∞，x→-∞，x ®+a，x ®-a洛必达法则也成立。
2.洛必达法则可处理00，∞∞，0⋅∞，1∞，0∞，00，∞-∞型。
3.在着手求极限以前，首先要检查是否满足00，∞∞，0⋅∞，1∞，0∞，00，∞-∞型定式，否则滥用洛必达法则会出错。
当不满足三个前提条件时，就不能用洛必达法则，这时称洛必达法则不适用，应从另外途径求极限。
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。
0⋅∞型： lim x ®0+x ln x =lim x ®0+ln x 1x (化为∞∞型)=lim x ®0+1x 1ln x(化为00型，但无法求解) ¥-¥型：lim x ®p 2tan x -sec x ()=lim x ®p2sin x -1cos x =lim x ®p 2cos x-sin x =0(通分后化为00型)1∞型： lim x ®0cos x ()1x 2=e limx ®0lncos xx 2=elimx ®0-sin xcos x ×2x=e-12(化为0型) 0∞型： lim x ®+¥x sin1x=elim x ®+¥sin 1x ×ln x =elimx ®+¥ln xx=elimx ®+¥1x=1(化为∞∞型) 0型：lim x ®0+x sin x=elimx ®0+ln x csc x elimx ®0+1x-csc x cot x ()=elim x ®0+-sin xx×tan x =1(化为∞∞型)变形举例: limx ®-lim x ®-¥-1(不变形求导无法求出)二．高考题处理1.(2010年全国新课标理)设函数2()1xf x e x ax =---。
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高考数学专题突破：用洛必达法则求参数取值范围洛必达法则简介：若函数f(x) 和g(x)满足下列条件：(1) ()lim 0x af x →= 及()lim 0x ag x →=；(2)在点a 的去心邻域内，f(x) 与g(x) 可导且g '(x)≠0；(3)()()lim x a f x l g x →'='，那么 ()()limx af xg x →=()()limx af x lg x →'='。
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)()()lim x f x l g x →∞'='，那么 ()()lim x f x g x →∞=()()lim x f x l g x →∞'='。
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 a f x l g x →'='， 那么 ()()limx af xg x →=()()limx af x lg x →'='。
利用洛必达法则求未定式的极限是微分学中的重点之一，在解题中应注意： ○1将上面公式中的x→a，x→∞换成x→+∞，x→-∞，x a+→，x a-→洛必达法则也成立。
○2洛必达法则可处理00，∞∞，0⋅∞，1∞，0∞，00，∞-∞型。
○3在着手求极限以前，首先要检查是否满足00，∞∞，0⋅∞，1∞，0∞，00，∞-∞型定式，否则滥用洛必达法则会出错。
当不满足三个前提条件时，就不能用洛必达法则，这时称洛必达法则不适用，应从另外途径求极限。
○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。
⑤若无法判定()()f xg x ''的极限状态，或能判定它的极限振荡而不存在，则洛必达法则失效，此时，需要用其它方法计算()()limx x f x g x →．【2010全国大纲理21】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. 【解析】（Ⅰ）当x ＞-1时，()1x f x x +当且仅当e1.xx +（步骤1） 令()e 1xg x x =--，则()e 1.xg x '=-当0x 时，()g x 在[)0,+∞是增函数； 当0x时，()g x 在(],0-∞是减函数.（步骤2）于是()g x 在0x =处达到最小值，因而当x ∈R 时，()(0),g x g 即e 1.xx +所以当1x -＞时, ()1xf x x +.（步骤3） （Ⅱ）由题设0x，此时()0f x .当0a ＜时,若1x a >-，则0,()+11x xf x ax ax <+不成立（步骤4） 当0a时，令()()()h x axf x f x x =+-，则 ()1xf x ax +当且仅当()0h x .()()()()1()()().h x af x axf x f x af x axf x ax f x '''=++-=-+-(步骤5)（i ）当12a时，由（Ⅰ）知(1)(),x x f x +（步骤6）()()()(1)()(),(21)()h x af x axf x a x f x f x a f x '-++-=-()h x 在[)0,+∞是减函数，()(0)0,h x h =即()1xf x ax +. (ii)当12a >时，由(i)知(),x f x()()()()()()()()(21)(),h x af x axf x ax f x af x axf x af x f x a ax f x '=-+--+-=--（步骤7） 当210a x a -<<时，()0h x '>,所以()(0)0h x h >=，即()1xf x ax >+. 综上，a 取值范围是10,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦.（步骤8）应用洛必达法则和导数（Ⅰ）略 （Ⅱ） 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-∞.【2008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．【解析】常规解法解：（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）令()()g x ax f x =-则22cos 1()(2cos )x g x a x +'=-+2232cos (2cos )a x x =-+++211132cos 33a x ⎛⎫=-+- ⎪+⎝⎭故当13a ≥时，()0g x '≥又(0)0g =，所以当0x ≥时，()(0)0g x g =≥，即()f x ax ≤ 当103a <<时，令()sin 3h x x ax =-，则()cos 3h x x a '=-． 故当[)0arccos3x a ∈，时，()0h x '>． 因此()h x 在[)0arccos3a ，上单调增加． 故当(0arccos3)x a ∈，时，()(0)0h x h >=， 即sin 3x ax >．于是，当(0arccos3)x a ∈，时，sin sin ()2cos 3x xf x ax x =>>+．当0a ≤时，有π1π0222f a ⎛⎫=>⎪⎝⎭≥． 因此，a 的取值范围是13⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭，． ··································································· 12分（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 xg 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 ≥.【2010•新课标文】设函数f （x ）=x （e x ﹣1）﹣ax 2 （Ⅰ）若a=，求f （x ）的单调区间；（Ⅰ）若当x ≥0时f （x ）≥0，求a 的取值范围． 【解析】常规解法解：（I ）a=时，f （x ）=x （e x ﹣1）﹣x 2，=（e x ﹣1）（x +1）令f′（x ）＞0，可得x ＜﹣1或x ＞0；令f′（x ）＜0，可得﹣1＜x ＜0； ∴函数的单调增区间是（﹣∞，﹣1），（0，+∞）；单调减区间为（﹣1，0）； （II ）f （x ）=x （e x ﹣1﹣ax ）．令g （x ）=e x ﹣1﹣ax ，则g'（x ）=e x ﹣a ．若a ≤1，则当x ∈（0，+∞）时，g'（x ）＞0，g （x ）为增函数，而g （0）=0，从而当x ≥0时g （x ）≥0，即f （x ）≥0．若a ＞1，则当x ∈（0，lna ）时，g'（x ）＜0，g （x ）为减函数，而g （0）=0，从而当x ∈（0，lna ）时，g （x ）＜0，即f （x ）＜0．综合得a 的取值范围为（﹣∞，1]． （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. 【2011新课标理21】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. 【解析】（1）()11f b ==，因为()()221ln 11x a x x f x x x +⎛⎫- ⎪⎝⎭'=-+，所以()11122a f '=-=-，于是1a =． （2）法1：（分离参数法）由()ln 1x k f x x x >+-可得22ln 11x x k x <+-，令()22ln 1x xH x x=-（0x >且1x ≠）． ()()()22222ln ln 11x x x x H x x ++-'=-，令()221ln ln 1H x x x x x =++-，则()112ln H x x x x x'=+-，令()()21H x H x '=，则()2212ln 1H x x x '=-++，令()()32H x H x '=，则()33220H x x x'=+>．当()0,1x ∈时，()3H x 在()0,1上递增，于是()()3310H x H <=，即()20H x '<，所以()2H x 在()0,1上递减，于是()()2210H x H >=，即()10H x '>，所以()1H x 在()0,1上递增，所以()()1110H x H <=，于是()0H x '<，所以()H x 在()0,1上递减．当()1,x ∈+∞时，()3H x 在()1,+∞上递增，于是()()3310H x H >=，即()20H x '>，所以()2H x 在()1,+∞上递增，于是()()2210H x H >=，即()10H x '>，所以()1H x 在()1,+∞上递增，所以()()1110H x H >=，于是()0H x '>，所以()H x 在()1,+∞上递增．由洛必达法则，可得()()()2111122ln 2ln 2ln 2lim lim lim lim 1121x x x x x x x x x H x x x x++++→→→→'+====---'-，同理，()1lim 1x H x -→=-，所以当0x >且1x ≠时，有22ln 101x xx+>-，于是0k ≤． 法2：（不猜想直接用最值法）由（1）知()ln 11x f x x x=++，所以()()()()2211ln 12ln 11k x x k F x f x x x x xx ⎡⎤--⎛⎫⎢⎥=-+=+ ⎪--⎝⎭⎢⎥⎣⎦，考虑函数()()()2112ln k x h x x x --=+，0x >，则()()211F x h x x=-，此时有()10h =． ()()()22121k x x k h x x-++-'=，令()()()2121x k x x k ϕ=-++-，当1k ≠时，其判别式为()()244142k k k ∆=--=--．①当0k ≤时，0∆≤，所以()0x ϕ≤，于是()0h x '≤，于是()h x 在()0,+∞上递减，而()10h =，所以当()0,1x ∈时，()0h x >，于是()()2101F x h x x=>-；当()1,x ∈+∞时，()0h x <，于是()()2101F x h x x =>-．所以当0x >，且1x ≠时，()0F x >，即()ln 1x kf x x x>+-恒成立． ②当01k <<时，()x ϕ是开口方向向下，以111k>-为对称轴，与x 轴有两个交点的二次函数．因为()120k ϕ=>，所以当11,1x k ⎛⎫∈ ⎪-⎝⎭时，()0x ϕ>，所以()0h x '>，于是()h x 在11,1k ⎛⎫ ⎪-⎝⎭上递增，所以()0h x >．而11,1x k ⎛⎫∈ ⎪-⎝⎭时，2101x <-，所以()()2101F x h x x =<-，于是()ln 1x k f x x x >+-不恒成立． ③当1k =时，()20h x x'=>，所以()h x 在()0,+∞上是增函数，所以当()1,x ∈+∞时，()0h x >，而2101x <-，所以()()2101F x h x x =<-，于是()ln 1x kf x x x>+-不恒成立． ④当12k <<时，()x ϕ是开口方向向上，以101k<-为对称轴，与x 轴有两个交点的二次函数．因为()010k ϕ=->，所以()0x ϕ>在()0,+∞上恒成立，所以()h x 在()0,+∞上是增函数，以下同③，于是()ln 1x kf x x x>+-不恒成立． ⑤当2k ≥时，()x ϕ是开口方向向上，以101k<-为对称轴，与x 轴最多有一个交点的二次函数，所以()0x ϕ>在()0,+∞上恒成立，所以()h x 在()0,+∞上是增函数，以下同③，于是()ln 1x kf x x x>+-不恒成立．综上所述，k 的取值范围为(],0-∞．法3：（通过猜想减少分类讨论）由（1）知()ln 11x f x x x=++，所以()()()()2211ln 12ln 11k x x k F x f x x x x xx ⎡⎤--⎛⎫⎢⎥=-+=+ ⎪--⎝⎭⎢⎥⎣⎦．因为()()31122ln 2032k F ⎡-⎤=-+>⎢⎥⎣⎦，所以4ln 210.083k <-≈． 考虑函数()()()2112ln k x h x x x--=+，0x >，则()()211F x h x x=-，此时有()10h =． ()()()22121k x x k h x x-++-'=，令()()()2121x k x x k ϕ=-++-，这是开口方向向下的抛物线，其判别式为()()244142k k k ∆=--=--．①当0k ≤时，0∆≤，所以()0x ϕ≤，于是()0h x '≤，于是()h x 在()0,+∞上递减，而()10h =，所以当()0,1x ∈时，()0h x >，于是()()2101F x h x x=>-；当()1,x ∈+∞时，()0h x <，于是()()2101F x h x x =>-．所以当0x >，且1x ≠时，()0F x >，即()ln 1x kf x x x>+-恒成立． ②当4ln 2013k <<-时，()x ϕ是开口方向向下，以111k>-为对称轴，与x 轴有两个交点的二次函数．因为()120k ϕ=>，所以当11,1x k ⎛⎫∈ ⎪-⎝⎭时，()0x ϕ>，所以()0h x '>，于是()h x 在11,1k ⎛⎫ ⎪-⎝⎭上递增，所以()0h x >．而11,1x k ⎛⎫∈ ⎪-⎝⎭时，2101x <-，所以()()2101F x h x x =<-，于是()ln 1x k f x x x >+-不恒成立． 综上所述，k 的取值范围为(],0-∞．法4：（通过猜想减少分类讨论）由()ln 1x k f x x x >+-可得()22ln 111x xk H x x <+=+-，由洛必达法则，可得()()200001ln ln lim ln lim lim lim lim 0111x x x x x x xx x x x xx x +++++→→→→→'====-='⎛⎫⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，于是()0lim 1x H x +→=，所以1k ≤． 下同法2，只需讨论法2的①②③三种情况即可． 法5：（通过猜想减少分类讨论）由()ln 1x k f x x x >+-可得()22ln 111x xk H x x<+=+-，由洛必达法则，可得()()()2111122ln 2ln 2ln 2lim lim lim lim 1121x x x x x x x x x H x x x x →→→→'+====---'-，所以0k ≤． 下同法2，只需讨论法2的①即可．()1,+∞上恒成立，求出221x -，直接求导只会让式子变得更复杂，()21x k +-的范围作出不重不漏的划分．【2010新课标理21】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.【解析】（1）当0a =时，()e 1x f x x =--，()e 1x f x '=-．由()0f x '>可得0x >，由()0f x '<可得0x <．所以()f x 的递增区间是()0,+∞，递减区间是(),0-∞．（2）法1：（分离参数法）()0f x ≥在[)0,+∞上恒成立2e 1x ax x ⇔≤--在[)0,+∞上恒成立．当0x =时，式子显然成立；当0x ≠时，分离参数可得2e 1x xa x --≤在()0,+∞上恒成立．令()2e 1x x F x x --=，则()3e 2e 2x x x x F x x -++'=，令()e 2e 2x x h x x x =-++，可得()e e 1x x h x x '=-+，()e 0x h x x ''=>，所以()h x '在()0,+∞上递增，于是()()00h x h ''>=，即()0h x '>，所以()h x 在()0,+∞上递增，于是()()00h x h >=，所以()0F x '>，所以()F x 在()0,+∞上递增．由洛必达法则，可得()()()()()0002e 1e 1e 1lim limlimlim 222xxx x x x x x F x x x ++++→→→→''---====''，所以在()0,+∞上有()12F x >，所以12a ≤．法2：（不猜想直接用最值法）()e 12x f x ax '=--，()e 2x f x a ''=-． ①当21a ≤，即12a ≤时，有()0f x ''≥，所以()f x '在[)0,+∞上递增，所以()()00f x f ''≥=，所以()0f x '≥，所以()f x 在[)0,+∞上递增，所以()()00f x f ≥=．②当21a >，即12a >时，由()0f x ''<可得ln2x a <时，于是()f x '在[)0,ln 2a 上递减，所以()()00f x f ''≤=，所以()0f x '≤，所以()f x 在[)0,ln 2a 上递减，于是()()00f x f ≤=，于是()0f x ≥不恒成立．综上所述，a 的取值范围是1,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦．法3：（先猜想并将猜想强化）当0x =时，()0f x ≥在[)0,+∞上恒成立．当0x ≠时，()0f x ≥在[)0,+∞上恒成立()2e 1x xa F x x --⇔≤=在()0,+∞上恒成立．由洛必达法则，可得()()()()()00002e1e 1e 1lim limlimlim 222xxx x x x x x F x x x ++++→→→→''---====''，所以12a ≤． ()e 12x f x ax '=--，()e 20x f x a ''=-≥，所以()f x '在[)0,+∞上递增，所以()()00f x f ''≥=，所以()0f x '≥，所以()f x 在[)0,+∞上递增，所以()()00f x f ≥=．【例1】已知函数()ln f x x kx k=-+（k ∈R ）． （1）求()f x 在[]1,2上的最小值；（2）若1ln 1x a x x ⎛⎫+≥ ⎪ ⎪-⎝⎭对()1,1x ∈-恒成立，求正数a 的最大值．【解析】（1）定义域为()0,+∞，()11kx f x k x x-+'=-=． ①当0k ≤时，()0f x '>，函数()f x 在[]1,2为增函数，所以()()min 10f x f ⎡⎤==⎣⎦． ②当0k >时，由()0f x '>可得10x k <<，由()0f x '<可得1x k >，所以()f x 在10,k ⎛⎫⎪⎝⎭上递增，在1,k ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上递减．于是()f x 在[]1,2上的最小值为()10f =或()2ln 2f k =-． （i ）当0ln2k <-，即0ln2k <<时，()()min 10f x f ⎡⎤==⎣⎦． （ii ）当0ln2k ≥-，即ln2k ≥时，()()min 2ln 2f x f k ⎡⎤==-⎣⎦．综上所述，当ln2k <时，()()min 10f x f ⎡⎤==⎣⎦；当ln2k ≥时，()()min 2ln 2f x f k ⎡⎤==-⎣⎦．（2）令[)0,1t x =∈，则1ln 1x a x x ⎛⎫+≥ ⎪ ⎪-⎝⎭对()1,1x ∈-恒成立1ln 1t at t +⎛⎫⇔≥ ⎪-⎝⎭对[)0,1t ∈恒成立． 法1：（分离参数法）当0t =，不等式恒成立，于是1ln 1t at t +⎛⎫≥ ⎪-⎝⎭对[)0,1t ∈恒成立1ln 1t t a t +⎛⎫⎪-⎝⎭⇔≤对()0,1t ∈恒成立．令()1ln 1t t G t t +⎛⎫ ⎪-⎝⎭=，则()2221ln 11t t t t G t t +⎛⎫- ⎪--⎝⎭'=，令()221ln 11t t H t t t +⎛⎫=- ⎪--⎝⎭，则()()()222222222240111t t H t t t t +'=-=>---，所以()H t 在()0,1上递增，于是()()00H t H >=，即()0G t '>，所以()G t 在()0,1上递增．由洛必达法则，可得()20021limlim 21t t t G t ++→→-==，于是02a <≤，所以正数a 的最大值为2． 法2：（不猜想直接用最值法）构造函数()1ln 1t F t at t +⎛⎫=- ⎪-⎝⎭，则()2222211at a F t a t t +-'=-=--． ①当20a -≥，即2a ≤时，()0F t '>，所以函数()F t 在[)0,1上递增，所以()()00F t F ≥=． ②当20a -<，即2a >时，由()0F t '<可得0x ≤<，所以函数()F t在⎡⎢⎣上递减，于是在⎡⎢⎣上，()()00F t F ≤=，不合题意． 综上所述，正数a 的最大值为2．法3：（先猜想并将猜想强化）由常用不等式ln 1x x ≤-（0x >）可得112ln 1111t tt t t t ++⎛⎫≤-= ⎪---⎝⎭，即21t at t ≤-．当0t =时，式子恒成立，当()0,1t ∈，有21a t ≤-恒成立，而221t >-，所以2a ≤． 下面证明a 可以取到2，即证明不等式1ln 21t t t +⎛⎫≥ ⎪-⎝⎭对[)0,1t ∈恒成立．构造函数()1ln 21t K t tt +⎛⎫=- ⎪-⎝⎭（01t ≤<），则()222222011t K t t t '=-=≥--，所以函数()K t 在[)0,1上递增，所以()()00K t K ≥=，所以不等式1ln 21t t t +⎛⎫≥ ⎪-⎝⎭对[)0,1t ∈恒成立，所以正数a 的最大值为2．法4：（先猜想并将猜想强化）()1ln 01t F t at t +⎛⎫=-≥ ⎪-⎝⎭对[)0,1t ∈恒成立，因为()00F =所以()020F a '=-≥，即2a ≤．下同法3．法5：（先猜想并将猜想强化）当0t =，不等式恒成立，于是1ln 1t at t +⎛⎫≥ ⎪-⎝⎭对[)0,1t ∈恒成立()1ln 1t t a G t t+⎛⎫ ⎪-⎝⎭⇔≤=对()0,1t ∈恒成立．由洛必达法则，可得()20021limlim 21t t t G t ++→→-==，于是2a ≤． 下同法3．【例2】设函数()e 2x f x ax =--．（1）求()f x 的单调区间；（2）若1a =，k 为整数，且当0x >时，()()10x k f x x '-++>，求k 的最大值．【解析】（1）()e x f x a '=-．①当0a ≤时，()0f x '>在R 上恒成立，所以()f x 在R 上递增．②当0a >时，由()0f x '>可得ln x a >，由()0f x '<可得ln x a <．所以()f x 在(),ln a -∞上递减，在()ln ,a +∞上递增．（2）当1a =时，()e 2x f x x =--，所以()e 1x f x '=-，即()()e 110x x k x --++>在()0,+∞上恒成立．法1：（分离参数法）()()e 110xx k x --++>在()0,+∞上恒成立e 1e 1x x x k +⇔<-在()0,+∞上恒成立．令()e 1e 1x x x x ϕ+=-，则()()()()()()()22e e e 1e 1e e e 2e 1e 1x x x x x x x x x x x x x ϕ+--+--'==--，令()e 2x t x x =--，有()e 10x t x '=->在()0,+∞上恒成立，所以()t x 在()0,+∞上递增（也可由（1）可知，函数()e 2x t x x =--在()0,+∞上递增）．而()1e 30t =-<，()22e 40t =->，所以()0t x =在()0,+∞上有唯一根()01,2x ∈，所以当()00,x x ∈时()0x ϕ'<，当()0,x x ∈+∞时()0x ϕ'>，于是()x ϕ在()00,x 上递减，在()0,x +∞上递增，所以()x ϕ在()0,+∞上的最小值为()0000e 1e 1x x x x ϕ+=-，因为00e 20x x --=，所以00e 2x x =+，于是()()()()000002112,321x x x x x ϕ++==+∈+-，所以()()02,3k x ϕ<∈，所以k 的最大值为2．法2：（不猜想直接用最值法）令()()()e 11x g x x k x =--++，则()()()()e 1e 1e 1x x x g x x k x k '=-+-+=+-，令()0g x '=可得1x k =-．①当10k -≤，即1k ≤时，有()0g x '>在()0,+∞上恒成立，于是()g x 在()0,+∞上递增，从而()g x 在()0,+∞上有()()01g x g >=，于是()0g x >在()0,+∞上恒成立．②当10k ->，即1k >时（因为k 是整数，所以2k ≥），可知当()0,1x k ∈-时，()0g x '<，当()1,x k ∈-+∞时，()0g x '>，于是()g x 在()0,+∞上的最小值是()11e 1k g k k --=-++．令()()1h k g k =-，则()1e 10k h k -'=-+<在()1,+∞上恒成立，所以()h k 在()1,+∞上单调递减．而()23e 0h =->，()234e 0h =-<．所以当2k =时，有()0g x >在()0,+∞上恒成立，当3k ≥时，()0g x >在()0,+∞上不恒成立．综上所述，k 的最大值为2．法3：（先猜想并将猜想强化）因为()()e 110x x k x --++>在()0,+∞上恒成立，所以当1x =时，该式子也成立，于是()()1e 120k --+>，即e 12.16e 1k +<≈-．下证k 的最大值为2． 令()()()2e 11x G x x x =--++，则()()()()e 12e 1e 1x x x G x x x '=-+-+=-，由()0G x '>可得1x >，由()0G x '<可得01x <<，所以()G x 在()0,1上递减，在()1,+∞上递增．所以()()min13e 0G x G ⎡⎤==->⎣⎦，于是k 的最大值为2．由洛必达法则，可得()()()()11111ln 1ln 1ln lim limlim 2111x x x x x x x x x x x +++→→→'++++===-'-，于是2a ≤．于是a 的取值范围是(],2-∞．【例4】若不等式3sin x x ax >-对于(0,)2x π∈恒成立，求a 的取值范围【解析】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320000sin 1cos sin cos 1lim ()limlim lim lim 3666x x x x x x x x x x f x x x x →→→→→--=====， 即当0x →时，1()6g x →，即有1()6f x <.故16a ≥时，不等式3sin x x ax >-对于(0,)2x π∈恒成立. 通过以上例题的分析，我们不难发现应用洛必达法则解决的试题应满足： ① 可以分离变量；②用导数可以确定分离变量后一端新函数的单调性；③出现“0”型式子.。