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    专题07导数与隐零点问题(讲)【解析版】公开课教案教学设计课件资料.docx

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    专题07导数与隐零点问题(讲)【解析版】公开课教案教学设计课件资料.docx

    第一篇热点、难点突破篇专题07导数与隐零点问题(讲)真题体验感悟高考1. (2021全国高考真题(理)已知>0且4l,函数f(x)=(x>0).a(1)当=2时,求/(x)的单调区间;(2)若曲线y=()与直线y=i有且仅有两个交点,求。的取值范围.【答案】(1)(。,*匕单调递增:击,内)上单调递减:(2)(Le)La【分析】(1)求得函数的导函数,利用导函数的正负与函数的单调性的关系即可得到函数的单调性;(2)方法一:利用指数对数的运算法则,可以将曲线y=()与直线y=i有且仅有两个交点等价转化为方程?=等有两个不同的实数根,即曲线y=g()与直线y=等有两个交点,利用导函数研究g()的单调性,并结合g(力的正负,零点和极限值分析g(x)的图象,进而得到0<等<:,发现这正好是OVge)Vg(e),然后根据g()的图象和单调性得到。的取值范围.“X2¢,(2x2t-2tln22v(2-xln2)【详解】(I)当=2时,W=T7W=T-I=J,2(2J4所以曲线y=f()与直线y=有且仅有两个交点,即曲线y=g()与直线y=等有两个交点的充分必要条件是0<皿<,这即是O<g()<g(e),ae所以。的取值范围是(Le)_(e,÷)方法二:构造差函数由y=f()与直线y=有且仅有两个交点知/()=,即/="在区间(。,a)内有两个解,取对数得方程Qlnx=Xln。在区间(O,+)内有两个解.构造函数g(x)=4nx-XIna,x(O,+),求导数得g'()=幺一Ina=生.XX当OVaVl时,出。<0,(0,+00),4-1山>0,8。)>0,以1)在区间(0,+8)内单调递增,所以,g(x)在(。,+8)内最多只有一个零点,不符合题意;当>l时,lna>O,令g'。)=。得X=二,当XjO时,g'(x)>O;当X$三,+|时,g'(x)<O;所以,InaIInaJIlna)函数g(x)的递增区间为(o,J-),递减区间为.(InaJna)由于OVe " <1 <-,g Ina= -l-e "InavO ,当x->+8时,anx<xna,即g(x)<O,由函数g(x)=Hnx-Xlna在(0,+00)内有两个零点知,a In1Ina>0,所以篇”,即lna>0构造函数2()="Yina,则/()=1_£=一,所以5)的递减区间为(Le),递增区间为(e,+),所以aa%)Me)=O,当且仅当=e时取等号,故人>0的解为>l且e.所以,实数a的取值范围为(l,e)u(e,o).方法三分离法:一曲一直曲线y=()与y=有且仅有两个交点等价为工=在区间(0,+)内有两个不相同的解.因为八/,所以两边取对数得HnAEn-即=等,问题等价为g(x)=g与Pa)=等有且仅有两个交点.当0<vl时,*<O,p(x)与g(x)只有一个交点,不符合题意.当>l时,取以幻=Inx上一点(Xo,ln*,g'(x)=Lg'(XO)=Lg(X)在点(如ln0)的切线方程为xxoIna 1 一一-= a e, = ey-lnx0=-(x-x0),gJy=-x-l+lnx0.当>='xT+lnXo与P(X)=z吆为同一直线时有,a直线P(X)=里吧的斜率满足:0<小时,g(x)=lnx与P(X)=里”有且仅有两个交点.aaea记¾()=叱,"(a)=1一T",令"(")=0,有F=e.。Qe),">0,恤)在区间(Le)内单调递增;aa4(e,+),2()<0,/?()在区间3+8)内单调递减;a=e时,h(a)最大值为g(e)=L所当>l口e时有ef(x)=%> O)Ja)=(4两边取对数,得即 Ina 1 > ln(ln a).Q "I ,即,方 >(ln)”,4 >ncr综上所述,实数”的取值范围为(Le)Ue-).方法四1:直接法axt,'ax-axInaxaxfl,(a-xna)因为>o,由r()=o得X=.Ina当OVaVI时,/(幻在区间(0,+8)内单调递减,不满足题意;当>l时,7->0,由f'(x)>O得0<x<AjO)在区间(o,J-)内单调递增,由f'(x)<O得x>f,(%)在InaInavmaJIna区间(JL,+8内单调递减.Una)因为蚂/(幻=0,且吧/(x)=0,所以/j->,°IInaJ令Ina=f,则fl>lnf,令Kr)=InX-A:+1,则I(X)=,所以z(x)在区间(0,1)内单调递增,在区间(1,抬)X内单调递减,所以力(x)=0,所以,一1之Inf,则f-l>hv的解为fl,所以lnol,即awe.故实数的范围为(l,e)D(e,+8).【整体点评】本题考查利用导数研究函数的单调性,根据曲线和直线的交点个数求参数的取值范围问题,属较难试题,方法一:将问题进行等价转化,分离参数,构造函数,利用导数研究函数的单调性和最值,图象,利用数形结合思想求解.方法二:将问题取对,构造差函数,利用导数研究函数的单调性和最值.方法三:将问题取对,分成g(x)=ln与P(X)=山两个函数,研究对数函数过原点的切线问题,将切线斜率a与一次函数的斜率比较得到结论.方法四:直接求导研究极值,单调性,最值,得到结论.2. (2019全国高考真题(文)已知函数/(x)=2siu-xcos-,f(X)为f(x)的导数.(1)证明:f(X)在区间(0,不)存在唯一零点;(2)若E0,时,f(x)r,求的取值范围.【答案】(1)见解析;(2)(y,()【分析】求导得到导函数后,设为g()进行再次求导,可判断出当XG(O与时,g'()>o,当Tl乃)时,(x)<0,从而得到g(x)单调性,由零点存在定理可判断出唯一零点所处的位置,证得结论;(2)构造函数r)=f(x)-依,通过二次求导可判断出(力而11="(万)=一2-%”(力皿=£|二詈一;分别在一2,-2VaW0,0<”一和-的情况卜根据导函数的符号判断(可单调性,从而确定(x)0恒成立时的取值范围.【详解】(1),(x)=2cosx-cosx+xsinx-l=cosx÷xsinx-l令g(x)=Cosx+xsinx-1,则,(x)=-sinx+sinx+xcosx=xcosx当X(0,;T)时,令/(x)=0,解得:=y.当X时,/(x)>0;当x(,r)时,g'(x)<O.g(X)在但)上单调递增;在停产)上单调递减又g(0)=l-1=0,g(jf)=fT,g(%)=TT=-2即当x(,)时,g(x)>O,此时g(x)无零点,即/'(力无零点)送6)<°.加£惇万),使得g(M)=O又g(x)在(,7r)上单调递减x=为g(x),即/'(X)在停,上的唯一零点综上所述:尸(力在区间(U)存在唯一零点(2)若x(),司时,f(x)ax,即/(x)-caO恒成立令力(X)=f(x)-or=2sinx-xcosx5+l)x则”(x)=COSX+xsinx-l-.,(X)=XcOS%=g'(x)由(1)可知,MK)在(,Jl)上单调递增;在(宗江)上单调递减旦z'(O)=-4,=一a,h,(r)=-2-a"。*="(万)=一2-,"(X)InaX=呜)=詈当-2时,hx),n=h)=-2-a0,即/(x)0在0,可上恒成立.(x)在0,可上单调递增/.(x)(0)=0,gJ/()-tO,此时f(x)ox恒成立当一2vW0时,”(0)0,f>0,”(")<0.“宗乃使得"6)=0./(力在0小)上单调递增,在(与,句上单调递减又ZZ(O)=0,h()=2an-cos-(a+)=-a0h(x)0在0,上恒成立,即f(力以恒成立当0<<一时,,(0)<0,"f)=当一.32e,yL使得'(3=0/(%)在0,X2)上单调递减,在12段)上单调递增x(0,2),(x)<A(O)=O,可知F(X)不恒成立当时,屿)皿=“图=詈心0(x)在(。段)上单调递减h(x)<(0)=0可知F(X)以不恒成立综上所述:ci(-,【点睛】本题考查利用导数讨论函数零点个数、根据恒成立的不等式求解参数范围的问题.对于此类端点值恰为恒成立不等式取等的值的问题,通常采用构造函数的方式,将问题转变成函数最值与零之间的比较,进而通过导函数的正负来确定所构造函数的单调性,从而得到最值.3.(2019全国高考真题(理)已知函数f(x)=lnxx-1(1)讨论人外的单调性,并证明儿0有且仅有两个零点;(2)设XO是y(x)的一个零点,证明曲线J=InX在点A(XO,InXO)处的切线也是曲线,=e,的切线.【答案】(1)函数/O)在(0,1)和(1,例)上是单调增函数,证明见解析;(2)证明见解析.【分析】(I)对函数/(x)求导,结合定义域,判断函数的单调性;(2)先求出曲线y=lnx在A(Xo,ln/)处的切线/,然后求出当曲线),=/切线的斜率与/斜率相等时,证明曲线y=,切线I在纵轴上的截距与/在纵轴的截距相等即可.【详解】(1)函数/3的定义域为(O,Du。,+),r4.1元211/(x)=lnx-=>(x)三-7,因为函数/V)的定义域为(OJ)D(Lm),所以f'(x)>O,因此函数f()在X-Ix(x-l)(0,1)和(1,”)上是单调增函数;1Ll2当x(O,l),时,0,jo,而/(一)=In-J=-r>0,显然当x(0,1),函数人劝有零点,而函数/O)ee£_|e-e在Xe(U)上单调递增,故当Xe(U)时,函数/(x)有唯一的零点;当x(l,+oo)时,/(e)=ine-J=上<0,()=lne2-£r2=Sr>0,e-1e1e-1e-1因为f(e)f(e2)<0,所以函数/(x)11-(e,e2)必有一零点,而函数人幻在(L+)上是单调递增,故当XG(U+)时,函数/*)有唯一的零点综上所述,函数/(x)的定义域OU)UaM)内有2个零点;(2)因为.%是/*)的一个零点,所以/(%)=ln题-工=0=ln=±=XOTXOTy=nx=>y,=-t所以曲线y=In4在4(x0,In/)处的切线/的斜率k=-t故IHl线.y=Inx在AaOJnXO)处的切Ir+X22线/的方程为:y-n%=-(X-XO)而InXO="一7,所以,的方程为y=一+它在纵轴的截距为-设曲线y="的切点为5(X"d),过切点为3区,非)切线,y=>y=e"所以在8(%,泊)处的切线,的斜率为人,因此切线的方程为y=e"+e"(I-Xl),当切线,的斜率K=*等于直线,的斜率=-!时,即e*='=>X=Yn/),Xo%JV4*1切线/'在纵轴的截距为么=e'(lf)=U"(l+lnXo)=-(l+ln),而InX0=、:,所以14='(1+U)=/7,直线/J的斜率相等,在纵轴上的截距也相等,因此直线/,/'重合,故曲线y=lnx在XO-IXOT4(%,InXO)处的切线也是曲线y="的切线.总结规律预测考向(一)规律与预测1 .高考对导数的考查要求一般有三个层次:第一层次主要考查求导公式,求导法则与导数的几何意义;第二层次是导数的简单应用,包括求函数的单调区间、极值、最值等;第三层次是综合考查,如研究函数零点、证明不等式、恒成立问题、求参数等,包括解决应用问题,将导数内容和传统内容中有关不等式、数列及函数单调性有机结合,设计综合题.2 .涉及导数与零点问题,主要有:函数零点个数的判断与证明、根据函数的零点个数或零点情况求参数的取值范围、与零点相关的不等式恒成立或证明问题等.零点问题中另有一个比较重要的存在,就是隐零点问题,隐零点就是指一个函数/(幻,可以判断它在某个区间上有一个零点,但是这个零点具体是什么却无法计算或根本不需要计算,只需利用他的存在去解答题目.(二)本专题考向展示考点突破典例分析考向一利用“隐零点”研究极(最)值问题【核心知识】在利用导数研究极(最)值问题时,我们往往利用零点的存在性,对函数的零点设而不求,通过整体代换、构造函数等,再结合题目条件解决问题.【典例分析】典例L【多选题】(2022安徽合肥一六八中学高三阶段练习)已知函数/(x)=?二T-x+,若/(x)在区间1,2上有零点,则后方的值可以为()112A.-B.-f=C.-D.1eee【答案】BCD【分析】由函数在区间1,2上有零点,则而二?一+。=0,结合函数/(x)=?二T-x+b可知点(。力)在直线x?二I+y-相=0,由小万可以表示原点到点(。力)的距离,问题进行转化,然后构造新函数进行分析求出行万的值的范围【详解】设/(x)在区间1,2上零点为用,则必/一利+6=0,所以点P(a,)在直线Xdem-1+y_?=()上,由V*/=J(-o)2+(-o)2=IOPl,其中o为坐标原点.记函数gW) = g, q2"71,2,因为wl,2,所以g(m)在ml,2上单调递增所以g(间最小值为g=2,所以JTTF%,故选:BCD.典例2.(2022江苏淮安高三期中)己知函数/(X)=InX(1)求曲线/(x)在X=e处的切线方程;(2)已知g()二警-f(),求证:存在实数。使得g(x)在X=%处取得最大值,且g(x0)=/1+x求证:A(X)=4(x)-W(0)有唯一零点【答案】(l)y=gx(2)证明见解析(3)证明见解析【分析】(1)利用导数可求得函数在某一点处的切线;(2)整理函数解析式,求导,构造函数,利用其单调性以及零点存在性定理,可得导数的性质,结合导数求得最值,可得答案;(3)函数求导,明确其单调性,结合零点存在性定理,可得答案.【详解】(1)由y=lnx,则y=L,将X=e代入y=lnx,可得y=l,切线斜率Z=,Xe则yT=J("e),整理可得y=L.eeIn,/、1+x+InX(2)由g(r)=-lnx,g(x)=一一(+.,x>0,设"(x)=l+x+lnx,>0,(幻在(。,用)递增,(m)=1+2一2<0,"(l)=2>0,知3%oe(g,l)有1+o+In%o=0,且NCr)在(0,不)小于0,在(如”)大于0,Y*)在(0,%)递增,在(为,”)递减,nXx-J,.g(x)在X=Xo处取最大值,g(%)=jl-In=-In=T-InXO=X0.l+v01+% e" = «In ert -e = 1 -ea(3).h(x)=anX-X2(-)-又.v,所以<0,,e:ve° = l,e" =l-e">0,X . (l) = -l<0,故3xe",l , MX) = O且唯一,故函数(X) 二4(x)-x2(v)有唯一零点.【点睛】解决函数存在唯一零点,利用函数的导数研究其单调性,结合零点存在性定理,可得零点的唯性, 推广也可求得函数的零点的个数:当函数的导数时分式函数时,往往利用其分子构造成新函数,通过研究新函 数的单调性和最值,可得导数与零的大小关系,可得原函数的单调性.,(a<0),.,./7'(回=-2工<0,,/心)在(0,+8)上单调递减,X典例3.(2019全国高考真题(理)已知函数/(x)=sinx-ln(l+x),f'(x)为/3的导数.证明:(1) /(X)在区间(-吟)存在唯一极大值点;(2) /O)有且仅有2个零点.【答案】(1)见解析;(2)见解析【分析】(1)求得导函数后,可判断出导函数在卜上单调递减,根据零点存在定理可判断出女。(0,1),使得g(%)=0,进而得到导函数在C上的单调性,从而可证得结论;(2)由的结论可知x=0为"x)在(T,0上的唯一零点;当Xe(O,j)时,首先可判断出在(0,b)上无零点,再利用零点存在定理得到f(x)在o,上的单调性,可知f(x)>0,不存在零点;当XW号冗时,利用零点存在定理和/(x)单调性可判断出存在唯一一个零点;当x(肛48),可证得f(x)<0;综合上述情况可证得结论.【详解】(1)由题意知:f(力定义域为:(T,T8)ir(x)=cosx士令g(x) = cosx,x+1g'(x)=-SinX+2,XT,f(x+1)I2;西了在卜上单调递减,-SinX,在卜,9上单调递减.g'()在C上单调递减又g,(O)=Tino+I=l>0,g匕J=-Sm5+由可=由可-1<。.九陷,使得g'(%)=o当XW(T时,g,(x)>0;TXoa时,/(x)<0即g(x)在(TXO)上单调递增;在Oe)上单调递减则X=Xo为g(X)唯一的极大值点即:尸(力在区间(Tg)上存在唯一的极大值点飞.(2)由(1)知:f(x)=cosx-,x(-l,+oo)当x(T,0时,由(1)可知/(力在(T,0上单调递增,(x)z(0)=0/(x)在(T0上单调递减又"0)=0.x=0为力在(T0上的唯一零点当Xe(O费时,/(力在(0,0)上单调递增,在(,j)上单调递减又r(0)=0.J'(m)>o八9在(0,0)上单调递增,此时/(x)>(0)=0,不存在零点,/万、22又/彳=Cos-=-<02J2乃+2+2一羽飞,"使得/(%)=0'/(x)在(X0,4)上单调递增,在1力,可上单调递减又一闯>/(0)=0,/图:Si吟-In。+?=>lnl=0()>o在卜。马上恒成立,此时不存在零点当Xe%、冗时,SinX单调递减,-In(X+1)单调递减'/在飞上单调递减又f(f>°'.f(7r)=sin7-ln(r+l)=-ln(»+l)<O即/H<0,又/(x)在%上单调递减F(X)在上存在唯一零点当x(e+)时,sinx-1,1,ln(x+l)>In(,+1)>Ine=I.,.sinx-ln(x+l)<O即/(x)在(乃,48)上不存在零点综上所述:/(X)有且仅有2个零点【规律方法】零点问题求解三步曲(1)用零点存在性定理判定导函数零点的存在性,列出零点方程f'(xO)=O,并结合f(x)的单调性得到零点的取值范围.(2)以零点为分界点,说明导函数f'(X)的正负,进而得到f(x)的最值表达式.(3)将零点方程适当变形,整体代入最值式子进行化简证明,有时(1)中的零点范围还可以适当缩小.考向二利用“隐零点”确定参数取值范围【核心知识】利用零点存在性原理可以估算出隐零点的大小范围,然后再用隐零点的范围去估计所求函数(参数)的范围.【典例分析】典例4.(2022河南南阳高三期中(理)若方程xr=以Tnx-I存在唯一实根,则实数的取值范围是.【答案】(一叫01+口【分析】方程t=OrTnx-I存在唯一实根,则=+lnx+l存:在唯女根,则函数丁=。与函数X人力二包平上旦=j+g乂a,。)有唯一的交点,利用导数分析了的单调性,并在同一坐标系中做出y=与函数f(x)=5W±l的图象,即可求解【详解】方程氏-'=OT-InX-I存在唯一实根,则白=Hm>+存在唯一实根,X令小)=住W五,>o),(22+口._(表+1。X+1)r=_x2exe"x-InX_x2c(x-l)+lnx=?=?(x)=x2e-v(x-l)÷lnx='v÷lnx>注意到Ml)=0,则r()=o,且当Xt(0,1)时,x-l<0,lnx<0,x2>0,ev>0,所以CyT)<0尸(yT)+n<0,即力(X)<0:etex当x(l,+)时,x-1>OJnx>0,X2>0,ex>0,所以户(XT)>o*2()+hl>o,即(力>0;etex所以当X«0,1)时,fx)>Ot"力单调递增;当x(l,+oo)时,,(x)<0,/(x)单调递减;,-/、x2e-x+lnx+lxlnx+1i八、又f(x)=(X>°),当(l,+oo)时,f()>O恒成立;当X>0时,f(x)f y0;,(x>0)的大致图象为:则函数尸。与函数f()=史:詈里=p+g±I,(>0)有唯一的交点,由图象可知°或=!+时满足条件,所以方程x%=ov-lnx-l存在唯实根时,实数的取值范围是e(-,0ug+l故答案为:(-,0ug+l典例5.(2022.吉林.东北师大附中模拟预测)已知/(x)=T/一+sinx.若在X=冗处的切线的斜率是兀-2,求当4(x)在0,+)恒成立时的/1的取值范围;设g。)=/(X)-T/+2XTn(X+1),当Xe(Om时g(x)有唯一零点,求的取值范围.【答案】(I)(F,0;y,o)【分析】(1)根据导数的几何意义,求得参数。:再利用导数求解/(可在区间上的最小值,即可求得参数的范围;(2)对参数。分类讨论,当<O时,利用导数研究其单调性,即可判断零点个数;当NO时,根据g(x)x-n(x+)t再证明XTna+1)>O,即可求得此时的零点个数,再结合题意进行取舍即可.【详解】(I)/(x)=-x2-x+asinx,则r(X)=X-I+coSXf)=-l-a=-2,:.a=令次X)=X-I+cosx,则d(x)=I-SinXO恒成立,W力在R上单调递增,当x>0时,°(x)>奴O)=0,即/'(x)>0恒成立,.(X)在0,+)上单调递增,.(V)min=F(O)=O人/。)恒成立,衣"1)*=0X的取值范围是(-,0g'(x) = l + cosxx+1当打。时g3在(。上单调递增,g'(O)<O,g'=-白>。,一.存在Xoe(O,兀)使得g'(不)=O,当x(O,o)时,/U)<0,g(x)单调递减,当x(0,tt)时,(x)<0,g(%)单调递增又g(O)=O,g()=-ln(+l)>O,故存在唯一的f(%,兀),使得g(f)=O,满足题意;当白0时,由x(0,乃)可得g(x)X-In(X+1),令(X)=X-Ina+1),1Y则"(x)=l-=当x(0,)时,f(x)>0,故人(幻在(0,)上单调递增,x+1x+1则力(X)M(O)=O,则g(x)>O在(0,2上恒成立,故g(x)在(0,兀)上无零点.综上所述,4的取值范围是(-,0).【点睛】关键点点睛:本题考查导数的几何意义,以及利用导数处理恒成立问题和零点问题;其中第二问处理的关键是在当0时,进行适度的放缩,属综合困难题.典例6.(2022甘肃靖远县第四中学高三阶段练习(理)已知函数/(x)=e"Jlnx.若X=I是Fa)的极值点,求力的单调区间;(2)若关于冗的方程/(x)=+1n恰有一个解,求。的取值范围.【答案】(1)单调递增区间为。,+8),单调递减区间为(0,1);(2)1【分析】(1)求出函数的导函数,依题意/'(1)=0,即可求出。的值,再利用导数求出函数的单调区间;(2)求出函数的导函数八X)=丝I令g(x)=以eA-l,x(0,+),利用导数说明g(x)的单调性,由零点存在性定理可得存在Xoe(OJ+l)使得鼠飞)二°,即可得到力的单调性,从而求出人力的最小值力依题意可得%)=+ln,即可求出天的值,从而得解.(1)解:因为/(%)=徙Z-InX,所以尸(X)=e*,因为X=I是/(力的极值点,所以/'=e-7=0,解得=l,经检验符合题意,所以f*)=ei-lnx,x(0,+0),f(x)=e-l-t又),=1"与y=-,在(0,+e)上单调递增,XX所以尸=尸在(,+)上单调递增,xr()=o,所以当OVXVl时八X)Vo,当>1时八。)>0,即f()的单调递增区间为(l,+),单调递减区间为(0,1);解:显然。>0,又r(x)=加二,XX令g(x)=0reAi-1,(0,+),则g'(x)="(x+l)eZ>0恒成立,所以g(x)在(0,÷>)上单调递增,且g(。)=一1<°,8(一+1)=(。+1)/一1>°,所以存在XOe(O3+1)使得g(*=0,当x(0,与)时g(x)<O,即f'(x)<O,当x(%,+)时g(x)>O,即/'(x)>0,所以/(力在(O,M)上单调递减,在(天,”)上单调递增,所以当x=/时/(力取得最小值,由g(%)=0,可得OXOee-I=0,即e%=一,则Ina+rT=-InJ,Xo因为关于1的方程/(x)=I+In恰有一个解,所以/(%)=l+ln,即ae%TTnT=I+ln4,所以ae&Jln.%(1+lna)=;+.%-2=0,当.=1时等号成立,由讹2=,,可得。=1,即。的取值范围为1;XO【方法点睛】导函数中常用的两种常用的转化方法:一是利用导数研究含参函数的单调性,常化为不等式恒成立问题.注意分类讨论与数形结合思想的应用;二是函数的零点、不等式证明常转化为函数的单调性、极(最)值问题处理.【总结提升】已知函数有零点(方程有根)求参数值(取值范围)常用的方法:(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围;(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域问题加以解决;(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,利用数形结合的方法求解考向三利用“隐零点”完成不等式恒成立或证明问题【核心丽1.不等式恒成立问题常见方法:分离参数“("恒成立("x)ma即可)或。<力恒成立(<"x)fnh即可);数形结合(y=(x)图象在y=g(x)上方即可);讨论最值x)nm。或/(x)nm0恒成立;讨论参数,排除不合题意的参数范围,筛选出符合题意的参数范围.2 .含参数的不等式/(%)>g()恒成立的处理方法:y=()的图象永远落在y=g()图象的上方;构造函数法,一般构造/(X)=f(x)-g(x),F(x)min>0;参变分离法,将不等式等价变形为(工),或a<h(x)t进而转化为求函数(X)的最值.3 .利用参变量分离法求解函数不等式恒(能)成立,可根据以下原则进行求解:(1) Vx£),m/(x)<=>2/(-)min;VxD,772(x)<=>W(x)ma;(3) Ire。,m(x)<>w(x)na;(4) 3xO,m(x)<>n(x)nin.【典例分析】典例7.(2022.浙江省新昌中学高三期中)若存在cR使对于任意XWJe不等式hu+乐(e2-2e)lrv+e恒成立,则实数。的最小值为()A.B.-e3e+1C.-eD.-1e-1e2-l【答案】D【分析】变形为则助x+b(e2-2e)lrv÷e,由题意知直线y=r+h恒位于/(X)=也的图象上方,rrXSM =2e1般+e的图象下方,b代表直线),=以+力在N轴上的截距,当直线变化时观察b取得小值时满足X【详解】令小)丹,则小)=等'故'在(5D为增函数,(")为减函数,且阿町在XC如图所示.令g(x)=(e、2e)ku+e,则g«)=Qe-巧前+e?-女且g'g)=e2(2e2-5e)>0,(e)=-<0,所以存在为使得g'()=0当x-,时,g'(x0)>0,当x-,e时,g,(xo)<0_eJLeg(x)当x%/为增函数,当X%,e为减函数,当Xe/,e时的图象如图所示.由题意得则领加+b(e2-2e)lny÷e,如图,XX当时,直线y=ar+'恒位于y=(x)的图象上方,y=g。)的图象下方,_e_人代表直线y=0r+。在V轴上的截距,当直线变化时观察得当直线过M(e,e-1)且与曲线y=也相切时,b最小.X/、ln1(InrC+1设切点为所,口,则I-Inx0,IxoJ=整理得(e-l濡+%-(2%-e)ln/-e=0z(x)=(e-l)x2+x-(2-e)lnx-e,则力(I)=OA,(x)=2(e-l)x+l-2(l+lnx)+-X=2(e-l)x÷-(l+21nx)X而当x-,e时,2(e-l)x+-22(e-l)e>3,l+21nx3_eJX所以2(e-l)x+S-(l+21nx)>0X所以当XGLe时,/(X)>O_e_所以当XcP,e时,A(X)为增函数,所以(幻有唯一的零点1,_e_所以与=,此时直线方程为y=-,故bmill=T故选:D【点睛】不等式恒成立求参数范围时常用的方法:完全分离参数,此法比较简单,分离后只需研究不含参函数的最值即可;半分离参数,将参数招在一个形式比较简单的函数中,如一次函数或二次函数,另一边的函数可以是稍微复杂一点的不含参函数,将不等式恒成立问题转化为两函数图象位置关系求解;不分离参数,含参讨论,常常比较复杂要用导数研究最值.典例8.(2022.河北.高三期中)已知函数x)=2e'+(x2-InX)+X.若。=2e1,求”的单调区间;(2)记函数g(x)=2-aln(x+l)+x+4,若f(x+l)g(x)恒成立,试求实数。的取值范围.【答案】(i)x)在区间(o,)上单调递增,在区间(,+)上单调递减(2)(-2,+)【分析】(1)由题意得r(x)=2e'+(2el)(2x£|+l,令,'(力=0求出零点,即可得,(力的单调区间;(2)+l)g(x)恒成立,转化为2eR+(x+iy+d-3o恒成立,=2ex+,+cr(x+l)2+x2-3,求导后,转化成两个函数的交点问题讨论函数单调性,即可求出实数。的取值范围.【详解】(1解:由题意得函数“力的定义域为(o,y),f,()=2e+a(2x-+a=-2e-l,则r(x)=2eX+(-2el)(2x£+l,令f'(x)=O,则=l,jf5l=2e2+(-2e-l)(l-2)+l=2e+2e+2>0,所以“可在区间(0,1)上单调递增,在区间(Lm)上单调递减;(2)解:若Fa+l)g(x)">-l恒成立,则2ev+l+tz(x+l)2-ln(x÷l)+x+l-x2-111(x+1)+x+4,整理得2e'+a(x+l)2-Y+3,则2er+,+(x+1)2+x2-30,设MX)=2el+1+6(x+1)2+x2-3,则"(x)=2er+,÷2a(x+l)+2x,令"(x)=0,则2eA+2a(x+l)+2x=0,整理得尸=-(x+l)-X=-(+l)x-=-(+l)(x+l)+l,设y=e"ly2=-(+l)(x+l)+l,可知两个函数均过定点(T,1),若一(+l)=MI=e1+1=1,即=-2时,%=(+)+为y尸尸的切线,切点为(T1),当T+l)=l,即=-2时,h,(x)=Ofx=-l,不在定义域,不合题意;当一(+l)vl,即。>一2时,在区间(t,+»),恒有y>%,"()=y-%>o,所以MX)在(T”)单调递增,(-r)min=(-l)=O,则MX)>0,符合题意;当一(+l)>l,即av2时,设零点为3,则用>-1所以MX)在(%)上单调递减,在(如”)单调递增,MX)min=MAb)=2e""+6(+1)2÷-30,因为2er+,+2a(x+1)+2x=0,,2贝J-2a(0+1)2JlO+g(0+1)+x02-30a-l+-,又因为Xo>-1,所以以>2且wT,与av-2矛盾;综上所述,实数。的取值范围为(-2,+)【点睛】导函数中常用的两种常用的转化方法:一是利用导数研究含参函数的单调性,常化为不等式恒成立问题.注意分类讨论与数形结合思想的应用;二是函数的零点、不等式证明常转化为函数的单调性、极(最)值问题处理.典例9.(2022.江苏常州高三期中)已知函数/(x)=e,-",g()=皿-Inx,R.若/(x)在x=0处的切线与g(x)在x=l处的切线相同,求实数的值;令尸)=f(x)+g(x),直线),=加与函数尸(力的图象有两个不同的交点,交点横坐标分别为巧,证明:A1+X2>1.【答案】(IM=I(2)证明见解析【分析】由于/(x)在X=O处的切线与g(x)在=1处的切线相同,/(0)=g'即可.(2)本问题为极值点偏移问题,可转化为单变量的不等式证明,构造函数,利用导数证明即可.【详解】(1)f,(x)=ex-a,(0)=l-a.g,(x)=a-,g'(l)=a-l,1=-1,a=.检验=l时两个函数切线方程都是),=1.(2)F(x)=ex-Inx,>0,令G(X)=尸'(x)=e'-则G'(x)=e'+>0,XXk(x)在(0,田)递增,户r(l)=e-l>O,因为函数尸尸

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