导数的热点问题
【2019年高考考纲解读】
导数还经常作为高考的压轴题,能力要求非常高,它不仅要求考生牢固掌握基础知识、基本技能,还要求考生具有较强的分析能力和计算能力.估计以后对导数的考查力度不会减弱.作为导数综合题,主要是涉及利用导数求最值解决恒成立问题,利用导数证明不等式等,常伴随对参数的讨论,这也是难点之所在. 【题型示例】
题型一、利用导数证明不等式
用导数证明不等式是导数的应用之一,可以间接考查用导数判定函数的单调性或求函数的最值,以及构造函数解题的能力.
例1、已知函数f(x)=ae-ae-xe(a≥0,e=2.718…,e为自然对数的底数),若f(x)≥0对于x∈R恒成立.
(1)求实数a的值;
ln 211
(2)证明:f(x)存在唯一极大值点x0,且+2≤f(x0)<. 2e4e4
2xxx
(2)证明 当a=1时,f(x)=e-e-xe,
2xxxf′(x)=ex(2ex-x-2).
令h(x)=2e-x-2,则h′(x)=2e-1,
∴当x∈(-∞,-ln 2)时,h′(x)<0,h(x)在(-∞,-ln 2)上为减函数; 当x∈(-ln 2,+∞)时,h′(x)>0,h(x)在(-ln 2,+∞)上为增函数,
xx∵h(-1)<0,h(-2)>0,
∴在(-2,-1)上存在x=x0满足h(x0)=0, ∵h(x)在(-∞,-ln 2)上为减函数, ∴当x∈(-∞,x0)时,h(x)>0,
即f′(x)>0,f(x)在(-∞,x0)上为增函数, 当x∈(x0,-ln 2)时,h(x)<0,
即f′(x)<0,f(x)在(x0,-ln 2)上为减函数, 当x∈(-ln 2,0)时,h(x)
∵h(x0)=0,∴2e-x0-2=0,
x0
?x0+2?2-?x0+2?(x+1)=-x0+2x0,x∈(-2,-1),
∴f(x0)=e-e-x0e=????00
4?2??2?
2x0x0x0
2
∵当x∈(-2,-1)时,-1
∵ln∈(-2,-1),
2e
x2+2x1
4
1
<,∴f(x0)<; 44
?1?ln 2+1;
∴f(x0)≥f ?ln?=
?2e?2e4e2ln 211综上知+2≤f(x0)<.
2e4e4
【方法技巧】用导数证明不等式的方法
(1)利用单调性:若f(x)在[a,b]上是增函数,则①?x∈[a,b],则f(a)≤f(x)≤f(b);②对?x1,x2∈[a,
b],且x1 (2)利用最值:若f(x)在某个范围D内有最大值M(或最小值m),则对?x∈D,有f(x)≤M(或f(x)≥m). (3)证明f(x) 1??ax-1 (2)若a∈?-∞,-2?,求证:f(x)≥2ax-xe. e??1ax-1 (1)解 由题意得f′(x)=a-=(x>0), xx①当a≤0时,则f′(x)<0在(0,+∞)上恒成立, ∴f(x)在(0,+∞)上单调递减. ②当a>0时, ?1?则当x∈?,+∞?时,f′(x)>0,f(x)单调递增, ?a? ?1?当x∈?0,?时,f′(x)<0,f(x)单调递减. ? a? 综上当a≤0时,f(x)在(0,+∞)上单调递减; ?1??1?当a>0时,f(x)在?0,?上单调递减,在?,+∞?上单调递增. ? a? ?a? (2)证明 令g(x)=f(x)-2ax+xe=xe ax-1 ax-1 -ax-ln x, ax-1 则g′(x)=e+axe ax-1 1 -a- xax+?ax-11?=(ax+1)?e-?=x?? 设r(x)=xe ax-1 xeax-1-x(x>0), -1(x>0), ax-1 则r′(x)=(1+ax)e∵e ax-1 (x>0), >0, 1??∴当x∈?0,-?时,r′(x)>0,r(x)单调递增; ?a? ?1?当x∈?-,+∞?时,r′(x)<0,r(x)单调递减. ?a? 1??1??1??∴r(x)max=r?-?=-?2+1?≤0?a≤-2?, e??a??ae??11 ∴当0 aa1???1?∴g(x)在?0,-?上单调递减,在?-,+∞?上单调递增, ?a??a? ?1?∴g(x)min=g?-?, ?a? 12 设t=-∈(0,e], at?1?2 则g?-?=h(t)=2-ln t+1(0 e?a?