1.2011.陕西高考。
原题再现。21.(本小题满分14分)
设函数定义在上,,导函数,.
1)求的单调区间和最小值;
2)讨论与的大小关系;
3)是否存在,使得对任意成立?若存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由.
知识解析。1)(知识点1)常见函数的导数。
所以明确的含义(意味着什么),难道就是吗?
2)(知识点2)利用导数判断函数单调性和单调区间:
ⅰ)是增函数;不等式的解就是函数的单调增区间。
ⅱ)为减函数;不等式的解就是函数的单调增区间。
3)①先求出原函数,再求得,然后利用导数判断函数的单调性(单调区间),并求出最小值;②作差法比较,构造一个新的函数,利用导数判断函数的单调性,并由单调性判断函数的正负;③存在性问题通常采用假设存在,然后进行求解;注意利用前两问的结论.
4)要熟练掌握导数的三大应用:①求斜率:在曲线的某点有切线,则求导后把横坐标代进去,则为其切线的斜率;②有关极值:
就是某处有极值,则把它代入其导数,则为;③单调性的判断:,单调递增;,单调递减,和一些常见的导数的求法。 要熟练一些函数的单调性的判断方法有,作差法,作商法,导数法;对于含参范围问题,解决方法有,当参数为一次时,可直接解出通过均值不等式求最值把其求出;当为二次时,可用判别式法或导数法等求。
而此种题型函数与方程仍是高考的必考,以函数为背景、导数为工具,以分析、探求、转化函数的有关性质为设问方式,重点考查函数的基本性质,导数的应用,以及函数与方程、分类与整合等数学思想。其中试题灵活多变,真题全解。
1)∵,为常数),又∵,所以,即,;,令,即,解得,当时,,是减函数,故区间在是函数的减区间;
当时,,是增函数,故区间在是函数的增区间;
所以是的唯一极值点,且为极小值点,从而是最小值点,所以的最小值是.
2),设,则,当时,,即,当时,因此函数在内单调递减,当时, =0,∴;
当时, =0,∴.
3)满足条件的不存在.证明如下:
证法一假设存在,使对任意成立,即对任意有。
但对上述的,取时,有,这与①左边的不等式矛盾,因此不存在,使对任意成立.
证法二假设存在,使对任意成立,由(1)知,的最小值是,又,而时,的值域为,当时,的值域为,从而可以取一个值,使,即,,这与假设矛盾.
不存在,使对任意成立.
补充例题。已知函数() g ()
(ⅰ)求函数h ()g ()的零点个数,并说明理由;
(ⅱ)设数列满足,,证明:存在常数m,使得对于任意的,都有≤.
分析(1)(知识点1)对于函数,把使成立的实数x叫做函数的零点.(或者函数的零点就是函数图像与x轴交点的横坐标)
2)(知识点2)判断零点的方法是:如果函数在区间上的图象是连续不断的一条曲线,并且有, 那么, 函数在区间内有零点,.
3)(分析ii)“证明:存在常数m,使得对于任意的,都有≤.”的含义就是求数列的最大值是否存在。
解析:(i)由知,,而,且,则为的一个零点,且在内有零点,因此至少有两个零点。
解法1:,记,则。
当时,,因此在上单调递增,则在内至多只有一个零点。又因为,则在内有零点,所以在内有且只有一个零点。记此零点为,则当时,;当时,;
所以,当时,单调递减,而,则在内无零点;
当时,单调递增,则在内至多只有一个零点;
从而在内至多只有一个零点。综上所述,有且只有两个零点。
解法2:,记,则。
当时,,因此在上单调递增,则在内至多只有一个零点。因此在内也至多只有一个零点,综上所述,有且只有两个零点。
ii)记的正零点为,即。
1)当时,由,即。而,因此,由此猜测:。下面用数学归纳法证明:
当时,显然成立;
假设当时,有成立,则当时,由。
知,,因此,当时,成立。
故对任意的,成立。
2)当时,由(1)知,在上单调递增。则,即。从而,即,由此猜测:。下面用数学归纳法证明:
当时,显然成立;
假设当时,有成立,则当时,由。
知,,因此,当时,成立。
故对任意的,成立。
综上所述,存在常数,使得对于任意的,都有。
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