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文档简介
第10讲恒成立能成立3种常见题型【考点分析】考点一:恒成立问题若函数SKIPIF1<0在区间D上存在最小值SKIPIF1<0和最大值SKIPIF1<0,则不等式SKIPIF1<0在区间D上恒成立SKIPIF1<0;不等式SKIPIF1<0在区间D上恒成立SKIPIF1<0;不等式SKIPIF1<0在区间D上恒成立SKIPIF1<0;不等式SKIPIF1<0在区间D上恒成立SKIPIF1<0;考点二:存在性问题若函数SKIPIF1<0在区间D上存在最小值SKIPIF1<0和最大值SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0,则对不等式有解问题有以下结论:不等式SKIPIF1<0在区间D上有解SKIPIF1<0;不等式SKIPIF1<0在区间D上有解SKIPIF1<0;不等式SKIPIF1<0在区间D上有解SKIPIF1<0;不等式SKIPIF1<0在区间D上有解SKIPIF1<0;考点三:双变量问题①对于任意的SKIPIF1<0,总存在SKIPIF1<0,使得SKIPIF1<0;②对于任意的SKIPIF1<0,总存在SKIPIF1<0,使得SKIPIF1<0;③若存在SKIPIF1<0,对于任意的SKIPIF1<0,使得SKIPIF1<0;④若存在SKIPIF1<0,对于任意的SKIPIF1<0,使得SKIPIF1<0;⑤对于任意的SKIPIF1<0,SKIPIF1<0使得SKIPIF1<0;⑥对于任意的SKIPIF1<0,SKIPIF1<0使得SKIPIF1<0;⑦若存在SKIPIF1<0,总存在SKIPIF1<0,使得SKIPIF1<0⑧若存在SKIPIF1<0,总存在SKIPIF1<0,使得SKIPIF1<0.【题型目录】题型一:利用导数研究恒成立问题题型二:利用导数研究存在性问题题型三:利用导数处理恒成立与有解问题【典型例题】题型一:利用导数研究恒成立问题【例1】(2022·福建省福安市第一中学高二阶段练习)对任意正实数SKIPIF1<0,不等式SKIPIF1<0恒成立,则SKIPIF1<0的取值范围是(
)A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0 C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<0【答案】B【详解】令SKIPIF1<0,其中SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,此时函数SKIPIF1<0单调递减,当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,此时函数SKIPIF1<0单调递增,所以,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0.故选:B.【例2】【2022年全国甲卷】已知函数SKIPIF1<0.(1)若fx≥0,求【答案】(1)(−【解析】(1)f(x)的定义域为(0,+∞f'(x)=(1x−1当x∈(0,1),f'(x)<0,f(x)单调递减,当x∈(1,+若f(x)≥0,则e+1−a≥0,即a≤e+1,所以【例3】已知函数SKIPIF1<0.(1)讨论函数的单调性;(2)若对任意的SKIPIF1<0,都有SKIPIF1<0成立,求SKIPIF1<0的取值范围.【答案】(1)答案见解析;(2)SKIPIF1<0.【解析】【分析】(1)求SKIPIF1<0,分别讨论SKIPIF1<0不同范围下SKIPIF1<0的正负,分别求单调性;(2)由(1)所求的单调性,结合SKIPIF1<0,分别求出SKIPIF1<0的范围再求并集即可.【详解】解:(1)由已知定义域为SKIPIF1<0,SKIPIF1<0当SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0恒成立,则SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递增;当SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0(舍)或SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递减,在SKIPIF1<0上单调递增.所以SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递增;SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递减,在SKIPIF1<0上单调递增.(2)由(1)可知,当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递增,若SKIPIF1<0对任意的SKIPIF1<0恒成立,只需SKIPIF1<0,而SKIPIF1<0恒成立,所以SKIPIF1<0成立;当SKIPIF1<0时,若SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递增,又SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0成立;若SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递减,在SKIPIF1<0上单调递增,又SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,不满足SKIPIF1<0对任意的SKIPIF1<0恒成立.所以综上所述:SKIPIF1<0.【例4】已知函数SKIPIF1<0(SKIPIF1<0是正常数).(1)当SKIPIF1<0时,求SKIPIF1<0的单调区间与极值;(2)若SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,求SKIPIF1<0的取值范围;【答案】(1)SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递增,在SKIPIF1<0上单调递减,SKIPIF1<0的极大值是SKIPIF1<0,无极小值;(2)SKIPIF1<0.【解析】【分析】(1)求出函数的导函数,解关于导函数的不等式即可求出函数的单调区间;(2)依题意可得SKIPIF1<0,设SKIPIF1<0,利用导数研究函数的单调性,求出函数的最大值,即可得解;【详解】解:(1)当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,定义域为SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,令SKIPIF1<0,解得SKIPIF1<0,令SKIPIF1<0,解得SKIPIF1<0,所以函数SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递增,在SKIPIF1<0上单调递减,所以SKIPIF1<0的极大值是SKIPIF1<0,无极小值.(2)因为SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0恒成立,即SKIPIF1<0.设SKIPIF1<0,可得SKIPIF1<0,当SKIPIF1<0时SKIPIF1<0,当SKIPIF1<0时SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递增,在SKIPIF1<0上单调递减,所以SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0.【例5】已知函数SKIPIF1<0(1)求SKIPIF1<0的极值点;(2)若SKIPIF1<0对任意SKIPIF1<0恒成立,求SKIPIF1<0的取值范围.【答案】(1)SKIPIF1<0是SKIPIF1<0的极小值点,无极大值点;(2)SKIPIF1<0.【解析】【分析】(1)利用导数研究函数的极值点.(2)由题设知:SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上恒成立,构造SKIPIF1<0并应用导数研究单调性求最小值,即可求SKIPIF1<0的范围.【详解】(1)由题设,SKIPIF1<0,∴SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0单调递减;SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0单调递增减;∴SKIPIF1<0是SKIPIF1<0的极小值点,无极大值点.(2)由题设,SKIPIF1<0对SKIPIF1<0恒成立,即SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上恒成立,令SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0,∴SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0递减;SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0递增;∴SKIPIF1<0,故SKIPIF1<0.【题型专练】1.(2022·四川广安·模拟预测(文))不等式SKIPIF1<0恒成立,则实数k的取值范围是(
)A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0 C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<0【答案】D【解析】【分析】由题可得SKIPIF1<0在区间SKIPIF1<0上恒成立,然后求函数SKIPIF1<0的最大值即得.【详解】由题可得SKIPIF1<0在区间SKIPIF1<0上恒成立,令SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0,当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0的单调增区间为SKIPIF1<0,单调减区间为SKIPIF1<0;所以SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0.故选:D.2.(2022·北京·景山学校模拟预测)已知函数SKIPIF1<0.(1)当SKIPIF1<0时,求SKIPIF1<0的极值;(2)若对任意的SKIPIF1<0,SKIPIF1<0恒成立,求实数a的取值范围.【答案】(1)极小值是SKIPIF1<0,无极大值.(2)SKIPIF1<0【解析】【分析】(1)由题设可得SKIPIF1<0,根据SKIPIF1<0的符号研究SKIPIF1<0的单调性,进而确定极值.(2)SKIPIF1<0对任意的SKIPIF1<0恒成立,转化为:SKIPIF1<0对任意的SKIPIF1<0恒成立,令SKIPIF1<0,通过求导求SKIPIF1<0的单调性进而求得SKIPIF1<0的最大值,即可求出实数a的取值范围.(1)当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0的定义域为SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0.令SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0,令SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递减,在SKIPIF1<0上单调递增.当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0取得极小值且为SKIPIF1<0,无极大值.(2)SKIPIF1<0对任意的SKIPIF1<0恒成立,则SKIPIF1<0对任意的SKIPIF1<0恒成立,令SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递减,在SKIPIF1<0上单调递增,所以SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0.实数a的取值范围为:SKIPIF1<0.3.(2022·新疆克拉玛依·三模(文))已知函数SKIPIF1<0,SKIPIF1<0.(1)求函数SKIPIF1<0的单调递增区间;(2)若对任意SKIPIF1<0,不等式SKIPIF1<0恒成立,求SKIPIF1<0的取值范围.【答案】(1)SKIPIF1<0,(2)SKIPIF1<0【解析】【分析】(1)求函数SKIPIF1<0的单调递增区间,即解不等式SKIPIF1<0;(2)参变分离得SKIPIF1<0,即求SKIPIF1<0的最小值.(1)SKIPIF1<0定义域为SKIPIF1<0,SKIPIF1<0SKIPIF1<0即SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0在SKIPIF1<0单调递增(2)对任意SKIPIF1<0,不等式SKIPIF1<0恒成立,即SKIPIF1<0恒成立,分离参数得SKIPIF1<0.令SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0.当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递减;当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递增.所以SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0,故a的取值范围是SKIPIF1<0.4.(2022·内蒙古赤峰·三模(文))已知函数SKIPIF1<0.(1)求SKIPIF1<0的最小值;(2)若SKIPIF1<0恒成立,求实数SKIPIF1<0的取值范围.【答案】(1)SKIPIF1<0(2)SKIPIF1<0【解析】【分析】(1)求出函数的导数,利用导数求函数在定义域上的最值即可;(2)由原不等式恒成立分离参数后得SKIPIF1<0,构造函数SKIPIF1<0,利用导数求最小值即可.(1)由已知得SKIPIF1<0,令SKIPIF1<0,得SKIPIF1<0.当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递减;当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递增.故SKIPIF1<0.(2)SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0,因为SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上恒成立.令SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0,令SKIPIF1<0,得SKIPIF1<0或SKIPIF1<0(舍去).当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递减;当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递增.故SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0,即实数SKIPIF1<0的取值范围为SKIPIF1<0.5.【2020年新高考1卷(山东卷)】已知函数SKIPIF1<0.(1)当SKIPIF1<0时,求曲线SKIPIF1<0在点SKIPIF1<0处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积;(2)若不等式SKIPIF1<0恒成立,求a的取值范围.【答案】(1)SKIPIF1<0(2)SKIPIF1<0【解析】【分析】(1)利用导数的几何意义求出在点SKIPIF1<0切线方程,即可得到坐标轴交点坐标,最后根据三角形面积公式得结果;(2)方法一:利用导数研究函数SKIPIF1<0的单调性,当a=1时,由SKIPIF1<0得SKIPIF1<0,符合题意;当a>1时,可证SKIPIF1<0,从而SKIPIF1<0存在零点SKIPIF1<0,使得SKIPIF1<0,得到SKIPIF1<0,利用零点的条件,结合指数对数的运算化简后,利用基本不等式可以证得SKIPIF1<0恒成立;当SKIPIF1<0时,研究SKIPIF1<0.即可得到不符合题意.综合可得a的取值范围.【详解】(1)SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0.SKIPIF1<0,∴切点坐标为(1,1+e),∴函数SKIPIF1<0在点(1,f(1)处的切线方程为SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0,SKIPIF1<0切线与坐标轴交点坐标分别为SKIPIF1<0,∴所求三角形面积为SKIPIF1<0.(2)[方法一]:通性通法SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,且SKIPIF1<0.设SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0∴g(x)在SKIPIF1<0上单调递增,即SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递增,当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,∴SKIPIF1<0,∴SKIPIF1<0成立.当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,∴存在唯一SKIPIF1<0,使得SKIPIF1<0,且当SKIPIF1<0时SKIPIF1<0,当SKIPIF1<0时SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,因此SKIPIF1<0SKIPIF1<0>1,∴SKIPIF1<0∴SKIPIF1<0恒成立;当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0∴SKIPIF1<0不是恒成立.综上所述,实数a的取值范围是[1,+∞).[方法二]【最优解】:同构由SKIPIF1<0得SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0,而SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0.令SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0在R上单调递增.由SKIPIF1<0,可知SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0.令SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0.所以当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0单调递增;当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0单调递减.所以SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0.所以a的取值范围为SKIPIF1<0.[方法三]:换元同构由题意知SKIPIF1<0,令SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0.于是SKIPIF1<0.由于SKIPIF1<0,而SKIPIF1<0在SKIPIF1<0时为增函数,故SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0,分离参数后有SKIPIF1<0.令SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0.当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0单调递增;当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0单调递减.所以当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0取得最大值为SKIPIF1<0.所以SKIPIF1<0.[方法四]:因为定义域为SKIPIF1<0,且SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0.令SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0在区间SKIPIF1<0内单调递增.因为SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0时,有SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0.下面证明当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0恒成立.令SKIPIF1<0,只需证当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0恒成立.因为SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0在区间SKIPIF1<0内单调递增,则SKIPIF1<0.因此要证明SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0恒成立,只需证明SKIPIF1<0即可.由SKIPIF1<0,得SKIPIF1<0.上面两个不等式两边相加可得SKIPIF1<0,故SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0恒成立.当SKIPIF1<0时,因为SKIPIF1<0,显然不满足SKIPIF1<0恒成立.所以a的取值范围为SKIPIF1<0.【整体点评】(2)方法一:利用导数判断函数SKIPIF1<0的单调性,求出其最小值,由SKIPIF1<0即可求出,解法虽稍麻烦,但是此类题,也是本题的通性通法;方法二:利用同构思想将原不等式化成SKIPIF1<0,再根据函数SKIPIF1<0的单调性以及分离参数法即可求出,是本题的最优解;方法三:通过先换元,令SKIPIF1<0,再同构,可将原不等式化成SKIPIF1<0,再根据函数SKIPIF1<0的单调性以及分离参数法求出;方法四:由特殊到一般,利用SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0的取值范围,再进行充分性证明即可.题型二:利用导数处理存在性问题【例1】(2022·河北秦皇岛·三模)函数SKIPIF1<0,若存在SKIPIF1<0,使得SKIPIF1<0,则实数SKIPIF1<0的取值范围为(
)A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0 C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<0【答案】D【分析】根据题意,将问题转化为求解函数SKIPIF1<0的最大值问题,先通过导数方法求出函数SKIPIF1<0的最大值,进而求出答案.【详解】因为SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0.由题意,只需SKIPIF1<0.当SKIPIF1<0SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递增,在SKIPIF1<0上单调递减,所以SKIPIF1<0,故实数SKIPIF1<0的取值范围为SKIPIF1<0.故选:D.【例2】已知函数SKIPIF1<0,当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0的极小值为SKIPIF1<0,当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0有极大值.(1)求函数SKIPIF1<0;(2)存在SKIPIF1<0,使得SKIPIF1<0成立,求实数SKIPIF1<0的取值范围.【答案】(1)SKIPIF1<0;(2)SKIPIF1<0.【解析】【分析】(1)求导后,根据SKIPIF1<0和SKIPIF1<0,解得SKIPIF1<0即可得解;(2)转化为SKIPIF1<0,再利用导数求出函数SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上的最小值,然后解不等式SKIPIF1<0可得结果.(1)∵SKIPIF1<0,由SKIPIF1<0,得SKIPIF1<0且SKIPIF1<0,解得SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,又SKIPIF1<0,∴SKIPIF1<0,经检验SKIPIF1<0,SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0满足题意,∴SKIPIF1<0;(2)存在SKIPIF1<0,使得SKIPIF1<0,等价于SKIPIF1<0,∵SKIPIF1<0,当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,∴SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上递减,在SKIPIF1<0上递增,又SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,∴SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上的最小值为SKIPIF1<0,∴SKIPIF1<0,解得SKIPIF1<0或SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0的取值范围是SKIPIF1<0.【例3】(2022·辽宁·高二阶段练习)已知SKIPIF1<0,若在SKIPIF1<0上存在x使得不等式SKIPIF1<0成立,则a的最小值为______.【答案】SKIPIF1<0【分析】将原式化为SKIPIF1<0,构造函数SKIPIF1<0,求导得函数SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递增,即得SKIPIF1<0,两边取对数分离参数SKIPIF1<0,构造函数SKIPIF1<0,利用导数求解函数SKIPIF1<0的最小值即可.【详解】解:不等式SKIPIF1<0成立,即SKIPIF1<0成立,因为SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0,令SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0,因为SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递增,所以SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0,因为在SKIPIF1<0上存在x使得不等式SKIPIF1<0成立,所以SKIPIF1<0,令SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0,故当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0取得最小值SKIPIF1<0.所以SKIPIF1<0,即a的最小值为SKIPIF1<0.故答案为:SKIPIF1<0.【题型专练】1.已知函数SKIPIF1<0.(1)当SKIPIF1<0时,求SKIPIF1<0的单调区间;(2)若存在SKIPIF1<0,使得SKIPIF1<0成立,求实数SKIPIF1<0的取值范围.【答案】(1)单调递减区间为SKIPIF1<0,单调递增区间为SKIPIF1<0;(2)SKIPIF1<0.【解析】【分析】(1)当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,得出SKIPIF1<0的定义域并对SKIPIF1<0进行求导,利用导数研究函数的单调性,即可得出SKIPIF1<0的单调区间;(2)将题意等价于SKIPIF1<0在SKIPIF1<0内有解,设SKIPIF1<0,即在SKIPIF1<0上,函数SKIPIF1<0,对SKIPIF1<0进行求导,令SKIPIF1<0,得出SKIPIF1<0,分类讨论SKIPIF1<0与区间SKIPIF1<0的关系,并利用导数研究函数SKIPIF1<0的单调和最小值,结合SKIPIF1<0,从而得出实数SKIPIF1<0的取值范围.(1)解:当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,可知SKIPIF1<0的定义域为SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0,可知当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0;当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0;所以SKIPIF1<0的单调递减区间为SKIPIF1<0,单调递增区间为SKIPIF1<0.(2)解:由题可知,存在SKIPIF1<0,使得SKIPIF1<0成立,等价于SKIPIF1<0在SKIPIF1<0内有解,可设SKIPIF1<0,即在SKIPIF1<0上,函数SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,令SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0,解得:SKIPIF1<0或SKIPIF1<0(舍去),当SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递减,SKIPIF1<0,得SKIPIF1<0,又SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0;当SKIPIF1<0时,即SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递增,SKIPIF1<0,得SKIPIF1<0,不合题意;当SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0时,则SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递减,在SKIPIF1<0上单调递增,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0,不符合题意;综上得,实数SKIPIF1<0的取值范围为SKIPIF1<0.【点睛】思路点睛:本题考查利用导数研究函数的单调性,以及利用导数解决不等式成立的综合问题:(1)利用导数解决单调区间问题,应先确定函数的定义域,否则,写出的单调区间易出错;利用导数解决含有参数的单调性问题,要注意分类讨论和化归思想的应用;(2)利用导数解决不等式的综合问题的一般步骤是:构造新函数,利用导数研究的单调区间和最值,再进行相应证明.2.(2022·河北深州市中学高三阶段练习)已知函数SKIPIF1<0.(1)若SKIPIF1<0是SKIPIF1<0的极值点,确定SKIPIF1<0的值;(2)若存在SKIPIF1<0,使得SKIPIF1<0,求实数SKIPIF1<0的取值范围.【答案】(1)SKIPIF1<0,(2)SKIPIF1<0【分析】(1)由已知可得出SKIPIF1<0,求出SKIPIF1<0的值,然后利用导数分析函数SKIPIF1<0的单调性,结合极值点的定义检验即可;(2)由参变量分离法可得出SKIPIF1<0,利用导数求出函数SKIPIF1<0的最大值,即可得出实数SKIPIF1<0的取值范围.(1)解:因为SKIPIF1<0,该函数的定义域为SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0,由已知可得SKIPIF1<0,可得SKIPIF1<0,此时SKIPIF1<0,列表如下:SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0增极大值减所以,函数SKIPIF1<0在SKIPIF1<0处取得极大值,合乎题意,故SKIPIF1<0.(2)解:存在SKIPIF1<0,使得SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0,构造函数SKIPIF1<0,其中SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0,当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,此时函数SKIPIF1<0单调递增,当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,此时函数SKIPIF1<0单调递减,则SKIPIF1<0,所以,SKIPIF1<0,解得SKIPIF1<0,因此,实数SKIPIF1<0的取值范围是SKIPIF1<0.3.已知函数SKIPIF1<0,设SKIPIF1<0在点SKIPIF1<0处的切线为SKIPIF1<0(1)求直线SKIPIF1<0的方程;(2)求证:除切点SKIPIF1<0之外,函数SKIPIF1<0的图像在直线SKIPIF1<0的下方;(3)若存在SKIPIF1<0,使得不等式SKIPIF1<0成立,求实数SKIPIF1<0的取值范围【答案】(1)y=x﹣1;(2)见详解;(3)(﹣∞,1).【解析】【分析】(1)求导得SKIPIF1<0,由导数的几何意义k切=f′(1),进而可得答案.(2)设函数h(x)=f(x)﹣(x﹣1)=SKIPIF1<0﹣x+1,求导得h′(x),分析h(x)的单调性,最值,进而可得f(x)﹣(x﹣1)≤0,则除切点(1,0)之外,函数f(x)的图象在直线的下方.(3)若存在x∈(1,+∞),使得不等式a<SKIPIF1<0成立,令g(x)=SKIPIF1<0,x>1,只需a<g(x)max.【详解】(1)SKIPIF1<0,由导数的几何意义k切=f′(1)=1,所以直线m的方程为y=x﹣1.(2)证明:设函数h(x)=f(x)﹣(x﹣1)=SKIPIF1<0﹣x+1,SKIPIF1<0,函数定义域为(0,+∞),令p(x)=1﹣lnx﹣x2,x>0,p′(x)=﹣SKIPIF1<0﹣2x<0,所以p(x)在(0,+∞)上单调递减,又p(1)=0,所以在(0,1)上,p(x)>0,h′(x)>0,h(x)单调递增,在(1,+∞)上,p(x)<0,h′(x)<0,h(x)单调递减,所以h(x)max=h(1)=0,所以h(x)≤h(1)=0,所以f(x)﹣(x﹣1)≤0,若除切点(1,0)之外,f(x)﹣(x﹣1)<0,所以除切点(1,0)之外,函数f(x)的图象在直线的下方.(3)若存在x∈(1,+∞),使得不等式f(x)>a(x﹣1)成立,则若存在x∈(1,+∞),使得不等式SKIPIF1<0>a成立,即若存在x∈(1,+∞),使得不等式a<SKIPIF1<0成立,令g(x)=SKIPIF1<0,x>1,g′(x)=SKIPIF1<0=SKIPIF1<0,令s(x)=x﹣1﹣(2x﹣1)lnx,x>1s′(x)=1﹣2lnx﹣(2x﹣1)•SKIPIF1<0SKIPIF1<0,令q(x)=﹣x﹣2xlnx+1,x>1q′(x)=﹣1﹣2lnx﹣2=﹣3﹣2lnx<0,所以在(1,+∞)上,q(x)单调递减,又q(1)=0,所以在(1,+∞)上,q(x)<0,s′(x)<0,s(x)单调递减,所以s(x)≤s(1)=0,即g′(x)≤0,g(x)单调递减,又SKIPIF1<0,所以a<1,所以a的取值范围为(﹣∞,1).4.已知函数SKIPIF1<0.(1)若SKIPIF1<0在点SKIPIF1<0处的切线斜率为SKIPIF1<0.①求实数SKIPIF1<0的值;②求SKIPIF1<0的单调区间和极值.(2)若存在SKIPIF1<0,使得SKIPIF1<0成立,求SKIPIF1<0的取值范围.【答案】(1)①SKIPIF1<0;②减区间为SKIPIF1<0,增区间为SKIPIF1<0,极小值为SKIPIF1<0,无极大值;(2)SKIPIF1<0.【解析】【分析】(1)求得函数的导数SKIPIF1<0,①根据题意得到SKIPIF1<0,即可求得SKIPIF1<0的值;②由①知SKIPIF1<0,结合导数的符号,以及极值的概念与计算,即可求解;(2)设SKIPIF1<0,根据存在SKIPIF1<0,使得SKIPIF1<0成立,得到SKIPIF1<0成立,结合导数求得函数SKIPIF1<0的单调性与最小值,即可求解.【详解】(1)由题意,函数SKIPIF1<0的定义域为SKIPIF1<0,且SKIPIF1<0,①因为SKIPIF1<0在点SKIPIF1<0处的切线斜率为SKIPIF1<0,可得SKIPIF1<0,解得SKIPIF1<0.②由①得SKIPIF1<0,令SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0,解得SKIPIF1<0;令SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0,解得SKIPIF1<0,所以函数SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递减,在SKIPIF1<0上单调递增,当SKIPIF1<0时,函数SKIPIF1<0取得极小值,极小值为SKIPIF1<0,无极大值,综上可得,函数SKIPIF1<0的减区间为SKIPIF1<0,增区间为SKIPIF1<0,极小值为SKIPIF1<0,无极大值.(2)因为SKIPIF1<0,由SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0,设SKIPIF1<0根据题意知存在SKIPIF1<0,使得SKIPIF1<0成立,即SKIPIF1<0成立,由SKIPIF1<0,可得SKIPIF1<0,当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0单调递减;当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0单调递增,所以当SKIPIF1<0时,函数SKIPIF1<0取得最小值,最小值为SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0,即实数SKIPIF1<0的取值范围是SKIPIF1<0.5.已知函数SKIPIF1<0.(1)当a=1时,求曲线SKIPIF1<0在x=1处的切线方程;(2)求函数SKIPIF1<0的单调区间;(3)若存在SKIPIF1<0,使得SKIPIF1<0,求a的取值范围.【答案】(1)SKIPIF1<0;(2)SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0在SKIPIF1<0单增;SKIPIF1<0,SKIPIF1<0在SKIPIF1<0单增,在SKIPIF1<0单减;(3)SKIPIF1<0.【解析】【分析】(1)求出函数导数,将切线横坐标代入得到斜率,再求出切点纵坐标,最后写出切线方程;(2)求导后,通分,分SKIPIF1<0两种情况讨论得到单调区间;(3)当SKIPIF1<0时,代特值验证即可,当SKIPIF1<0时,函数最大值大于0,解出即可.【详解】由题意,SKIPIF1<0所以SKIPIF1<0所以切线方程为:SKIPIF1<0.(2)SKIPIF1<0,若SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0,SKIPIF1<0在SKIPIF1<0单增;若SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0单增;SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0单减.(3)由(2),若SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0,满足题意;若SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,则SKIPIF1<0,综上:SKIPIF1<0.题型三:利用导数处理恒成立与有解问题【例1】(2022·福建省福安市第一中学高三阶段练习)设函数SKIPIF1<0,其中SKIPIF1<0.若对SKIPIF1<0,都SKIPIF1<0,使得不等式SKIPIF1<0成立,则SKIPIF1<0的最大值为(
)A.0 B.SKIPIF1<0 C.1 D.SKIPIF1<0【答案】C【分析】由题意易知SKIPIF1<0恒成立,则可等价为对SKIPIF1<0,SKIPIF1<0恒成立,利用参变分离,可变形为SKIPIF1<0恒成立,易证SKIPIF1<0,则可得SKIPIF1<0,即可选出答案.【详解】对SKIPIF1<0,都SKIPIF1<0,使得不等式SKIPIF1<0成立,等价于SKIPIF1<0,当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0,当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0恒成立,当且仅当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0,所以对SKIPIF1<0,SKIPIF1<0恒成立,即SKIPIF1<0,当SKIPIF1<0,SKIPIF1<0成立,当SKIPIF1<0时,SKIPIF1<0恒成立.记SKIPIF1<0,因为SKIPIF1<0恒成立,所以SKIPIF1<0在SKIPIF1<0上单调递增,且SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0恒成立,即SKIPIF1<0所以SKIPIF1<0.所以SKIPIF1<0的最大值为1.故选:C.【点睛】本题考查导数在不等式的恒成立与有解问题的应用,属于难题,此类问题可按如下规则转化:一般地,已知函数SKIPIF1<0,SKIPIF1<0(1)若SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,有SKIPIF1<0成立,故SKIPIF1<0;(2)若SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,有SKIPIF1<0成立,故SKIPIF1<0;(3)若SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,有SKIPIF1<0成立,故SKIPIF1<0;(4)若SKIPIF1<0,
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