导数综合题。
1、分离参数求取值范围。
例1、已知函数。(ⅰ求的最小值;(ⅱ若对所有都有,求实数的取值范围。学科网。
解:(ⅰ又易知。
所以。ⅱ)依题意,得在上恒成立,即不等式对于恒成立 . 令, 则。 当时,因为,
故是上的增函数, 所以的最小值是,所以的取值范围是。
例2、已知。
ⅰ)求函数的单调区间;
ⅱ)求函数在上的最小值;
ⅲ)对一切的,恒成立,求实数的取值范围。
解:(ⅰⅱ)(0(ⅱ)0 (ⅲ即时,…9分。
ⅲ)由题意:在上恒成立。
即。可得(分离参数)
设,则……12分。
令,得(舍)
当时,;当时,
当时,取得最大值, =2……13分。
2、导数与不等式综合。
例3、已知函数。
ⅰ)求函数的最大值;
ⅱ)当时,求证:
解:(ⅰ令得。
当时, 当时,又。
当且仅当时,取得最大值0
ⅱ)证明:由(1)知。
又。例4、设的定义域为,的导函数为,且对任意正数均有,ⅰ)判断函数在上的单调性;
(ⅱ)设, ,比较与的大小,并证明你的结论;
ⅲ)设,, 若,比较与的大小,并证明你的结论。
解:(ⅰ由于得,,而,则,则,因此在上是增函数。
ⅱ)由于, ,则,而在上是增函数,则,即,∴(1),同理(2)
1)+(2)得:,而,因此。
ⅲ)证法1: 由于, ,则,而在上是增函数,则,即,同理。
以上个不等式相加得:
而。3、导数与数列。
例5、已知函数,是方程f(x)=0的两个根,是f(x)的导数;设,(n=1,2,……
(1)求的值;
(2)证明:对任意的正整数n,都有》;
3)记(n=1,2,……求数列的前n项和sn。
解:(1)∵,是方程f(x)=0的两个根,;
(2), 有基本不等式可知(当且仅当时取等号),∴同样,……n=1,2,……3),而,即,同理,,又。
4.导数与零点。
例6、已知函数f(x)=1n x,g(x)= a为常数),若直线l与y=f(x)和y=g(x)的图象都相切,且l与y=f(x)的图象相切于定点p(1,f(1)).
1)求直线l的方程及a 的值;
2)当k∈r时,讨论关于x的方程f(x2+1)-g(x)=k的实数解的个数.
解:(1)∵f′(x)=,f(1)=1 ∴k1=1,又切点为p(1,f(1),即(1,0)
l的解析式为y=x-1,y=x-1
l与y=g(x)相切,由消去y得x2-2x+2a+2=0
y=△=(2)2-4(2a+2)=0,得a=-
2)令h(x)=f(x2+1)-g(x)=1n(x2+1)
h′(x)= x=-,则为增函数,1<x<0或x>1时,
故x=±1时,h(x)取极大值1n2, x=0时,h(x)取极小值。
因此当 k∈(1n2,+∞原方程无解;当k=1n2时,原方程有两解;当<k<1n2时,原方程有四解;当k=时,原方程有三解;当k<时,原方程有两解。
5、导数与二项式定理。
例7、已知函数f (x ) x2 + lnx.
i)求函数f (x )在[1,e]上的最大、最小值;
ii)求证:在区间[1,+∞上,函数f (x )的图象在函数g (x ) x3的图象的下方;
iii)求证:[(x )]n-(xn)≥2n-2(n∈n*).
解:(i)易知f (x )在[1,e]上是增函数。
f (x )max = f (e ) e2 + 1;f (x )min = f (1 )
ii)设f (x ) x2 + lnx-x3,则(x ) x +-2x2 =.
x>1,∴ x )<0,故f (x )在(1,+∞上是减函数,又f (1) =0,∴ 在(1,+∞上,有f (x )<0,即x2 + lnx<x3,故函数f (x )的图象在函数g (x ) x3的图象的下方。
iii)当n = 1时,不等式显然成立;
当n≥2时,有:[(x )]n-(xn) =x +)n-(xn +)
xn-1·+xn-2·+ x·=xn-2 +xn-4 + x·
[ xn-2 +)xn-4xn-2)]
(2+ 2+ …2) =2n-2.
6、利用导数求和。
例8、利用导数求和:
分析:这两个问题可分别通过错位相减法及利用二项式定理来解决。转换思维角度,由求导公式,可联想到它们是另外一个和式的导数,利用导数运算可使问题的解决更加简捷。
解:(1)当x=1时,当x≠1时,两边都是关于x的函数,求导得。
即。2)∵,两边都是关于x的函数,求导得。
令x=1得。即。
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