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1、高中数学专题2已知不等恒成立分离参数定最值(原卷版)专题11已知不等恒成立,分离参数定最值【题型综述】不等式恒成立的转化策略一般有以下几种:分离参数函数最值;直接化为最值分类讨论;缩小范围证明不等式;分离函数数形结合。分类参数的优势在于所得函数不含参数,缺点在于函数结构复杂,一般是函数的积与商,因为结构复杂,导函数可能也是超越函数,则需要多次求导,也有可能不存在最值,故需要求极限,会用到传说中的洛必达法则求极限(超出教学大纲要求);直接化为最值的优点是函数结构简单,是不等式恒成立的同性通法,高考参考答案一般都是以这种解法给出,缺点是一般需要分类讨论,解题过程较长,解题层级数较多,不易掌握分类标
2、准。缩小参数范围优点是函数结构简单,分类范围较小,分类情况较少,难点在于寻找特殊值,并且这种解法并不流行,容易被误判。分离函数主要针对选择填空题。因为图形难以从微观层面解释清楚图像的交点以及图像的高低,这要涉及到图像的连续性以及凸凹性。还有在构作函数图像时,实际上是从特殊到一般,由特殊几点到整个函数图像,实际是一种猜测。俗话说,形缺数时难入微。【典例指引】例1己知函数.(1)若函数在处取得极值,且,求;(2)若,且函数在上单调递増,求的取值范围.解:(1),由题意可得:,又,所以.经检验适合题意.(2),在上单调递增在上恒成立在上恒成立法一(分离参数函数最值):则在上恒成立,令,下面求在上的最
3、大值.,令,则.显然,当时,即单调递减,从而.所以,当时,即单调递减,从而.因此,.法二(直接化为最值分类讨论):令,.令,当时,所以,即在上单调递减.而,与在上恒成立相矛盾.当时,则开口向上(方案一):.若,即时,,即,所以在上递增,所以,即.若,即时,此时,不合题意.(方案二):.若对称轴,即时,则在上为增函数,即,所以在上递增,所以,即.若对称轴,即时,则,不合题意.法三(缩小范围证明不等式):令,则.另一方面,当时,则有,令,开口向上,对称轴,故在上为增函数,所以在上为增函数,则,故适合题意.例2.(2022全国新课标文20)己知函数.()当时,求曲线在处的切线方程;()若当时,求的取
4、值范围.简析:()的定义域为.当时,所以曲线在处的切线方程为.()法一(参考答案,系数常数化):在恒成立在恒成立,令,当时,则)时,,故,在上是增函数,故有当时,则,由,故,在上是减函数,故有,故不适合题意.综上,实数的取值范围为法二(直接化为最值):在恒成立,则(导函数为超越函数);在为增函数,则(1)当即时,则(当且仅当时,取“”),故在为增函数,则有,故在恒成立,故适合题意.(2)当即时,则,且,故在有唯一实根,则在为减函数,在增函数,又有,则存在,使得,故不适合题意.综上,实数的取值范围为.法三(分离参数):在恒成立在恒成立(端点自动成立),则设,令在为增函数,则在为增函数,又因,故实
5、数的取值范围为法四(缩小范围):在恒成立,且,则存在,使得在上为增函数在上恒成立,令.又当时,在为增函数,则(当且仅当(当且仅当时,取“”),故在为增函数,则有,故在恒成立,故适合题意.综上,实数的取值范围为.点评:当端点刚好适合题意时,则分离参数法一般会用到传说中的洛必达法则,缩小范围则可利用端点值导数符号来求出参数范围。这两种转化方式都有超出教学大纲要求的嫌疑。(3)构造反例,寻找合适的特殊值,具有很强的技巧性。因函数分解为二次函数与对数函数之和,故构造特殊值的反例时可以分别考虑二次函数与对数函数的零点,对数函数的零点为,而二次函数的零点为及,又知当时,零点,故易得,从而导出矛盾。若条件符
6、合,洛必达法则可连续多次使用,直到求出极限为止。【同步训练】1已知函数.(1)若,求证:当时,;(2)若存在,使,求实数的取值范围.2已知,是的导函数()求的极值;()若在时恒成立,求实数的取值范围3已知函数()若,求曲线在点处的切线方程;()求函数的单调区间;()设函数若对于任意,都有成立,求实数的取值范围4已知函数,.()当时,求证:过点有三条直线与曲线相切;()当时,求实数的取值范围.5已知函数().(1)当曲线在点处的切线的斜率大于时,求函数的单调区间;(2)若对恒成立,求的取值范围.(提示:)6已知函数在点处的切线方程为,且.()求函数的极值;()若在上恒成立,求正整数的最大值.7已
7、知函数,其中,.(1)若的一个极值点为,求的单调区间与极小值;(2)当时,且在上有极值,求的取值范围.8已知函数.(1)求函数的图象在处的切线方程;(2)若任意,不等式恒成立,求实数的取值范围;(3)设,证明:.9已知函数,为自然对数的底数).(1)讨论函数的单调性;(2)当时,恒成立,求实数的取值范围.10设函数.(1)当时,求函数在点处的切线方程;(2)对任意的函数恒成立,求实数的取值范围.11设函数,其中,是自然对数的底数.()若是上的增函数,求的取值范围;()若,证明:.12已知函数()与函数有公共切线()求的取值范围;()若不等式对于的一切值恒成立,求的取值范围13已知函数,.(1)求证:();(2)设,若时,求实数的取值范围.