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1、導(dǎo)數(shù)中的求參數(shù)取值范圍問題
一、 常見基本題型:
(1)已知函數(shù)單調(diào)性,求參數(shù)的取值范圍,如已知函數(shù)增區(qū)間,則在此區(qū)間上 導(dǎo)函數(shù),如已知函數(shù)減區(qū)間,則在此區(qū)間上導(dǎo)函數(shù)。
(2)已知不等式恒成立,求參數(shù)的取值范圍問題,可轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的最值問題。
例1.已知R,函數(shù).(R,e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù))
(1)若函數(shù)內(nèi)單調(diào)遞減,求a的取值范圍;
(2)函數(shù)是否為R上的單調(diào)函數(shù),若是,求出a的取值范圍;若不是,請(qǐng)說明 理由.
解: (1)
=.
上單調(diào)遞減, 則 對(duì) 都成
2、立,
對(duì)都成立.
令,則
, .
(2)①若函數(shù)在R上單調(diào)遞減,則 對(duì)R 都成立
即 對(duì)R都成立.
對(duì)R都成立
令,
圖象開口向上 不可能對(duì)R都成立
②若函數(shù)在R上單調(diào)遞減,則 對(duì)R 都成立,
即 對(duì)R都成立,
對(duì)R都成立.
故函數(shù)不可能在R上單調(diào)遞增.
綜上可知,函數(shù)不可能是R上的單調(diào)函數(shù)
例2:已知函數(shù),若函數(shù)的圖像在點(diǎn)處的切線的傾斜角為,對(duì)于任意
3、,函數(shù)在區(qū)間上總不是單調(diào)函數(shù),求的取值范圍;
解:
令得,
故兩個(gè)根一正一負(fù),即有且只有一個(gè)正根
函數(shù)在區(qū)間上總不是單調(diào)函數(shù)
在上有且只有實(shí)數(shù)根
故,
而單調(diào)減, ,綜合得
例3.已知函數(shù).
(Ⅰ)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(Ⅱ)設(shè),若對(duì)任意,,不等式
恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
解:(I)的定義域是
由及 得;由及得,
故函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間是;單調(diào)
4、遞減區(qū)間是
(II)若對(duì)任意,,不等式恒成立,
問題等價(jià)于,
由(I)可知,在上,是函數(shù)極小值點(diǎn),這個(gè)極小值是唯一的極值點(diǎn),
故也是最小值點(diǎn),所以;
當(dāng)時(shí),;
當(dāng)時(shí),;
當(dāng)時(shí),;
問題等價(jià)于 或 或
解得 或 或
即,所以實(shí)數(shù)的取值范圍是。
例4.設(shè)函數(shù),
(1)當(dāng)a=0時(shí),f(x)≥h(x)在(1,+∞)上恒成立,求實(shí)數(shù)m的取值范圍;
(2)當(dāng)m=2時(shí),若函數(shù)k(x)=f(x)-h(huán)(x)在[1,3]上恰有兩個(gè)不同零點(diǎn),求實(shí)數(shù)a的 取值范圍.
5、解:(1)由a=0,f(x)≥h(x),
可得-mlnx≥-x,x∈(1,+∞),即m≤.
記φ(x)=,則f(x)≥h(x)在(1,+∞)上恒成立等價(jià)于m≤φ(x)min.
求得φ′(x)=
當(dāng)x∈(1,e),φ′(x)<0;
當(dāng)x∈(e,+∞)時(shí),φ′(x)>0.
故φ(x)在x=e處取得極小值,也是最小值,
即φ(x)min=φ(e)=e,故m≤e.
(2) 函數(shù)k(x)=f(x)-h(huán)(x)在[1,3]上恰有兩個(gè)不同的零點(diǎn)等價(jià)于方程x-2lnx=a,
在[1,3]上恰有兩個(gè)相異實(shí)根.
令g(x)=x-2ln,則g′(x)<1-.
當(dāng)x∈[1
6、,2)時(shí),g′(x)<0;
當(dāng)x∈(2,3]時(shí),g′(x)>0.
∴g(x)在(1,2)上是單調(diào)遞減函數(shù),在(2,3]上是單調(diào)遞增函數(shù).
故g(x)min=g(2)=2-2ln2.
又g(1)=1,g(3)=3-2ln3,
∵g(1)>g(3),∴只需g(2)<a≤g(3).
故a的取值范圍是(2-ln2,3-2ln3].
二、針對(duì)性練習(xí)
1.已知函數(shù)若函數(shù)在[1,4]上是減函數(shù),求實(shí)數(shù)a的取值范圍。
解:由,得.
又函數(shù)為[1,4]上的單調(diào)減函數(shù)。
則在[1,4]上恒成立,.
所以不等式在[1,4]上恒成立.
即在[1,4]上恒成立。
7、 設(shè),顯然在[1,4]上為減函數(shù),
所以的最小值為
的取值范圍是
2.已知函數(shù)
(1)若存在,使成立,求的取值范圍;
(2)當(dāng)時(shí),恒成立,求的取值范圍.
解:(1)即
令
時(shí),時(shí),
在上減,在上增.
又時(shí),的最大值在區(qū)間端點(diǎn)處取到.
,
在上最大值為
故的取值范圍是,
(3)由已知得時(shí),恒成立,
設(shè)
由(2)知當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立,
故,從而當(dāng)
即時(shí),為增函數(shù),又
于是當(dāng)時(shí),即,時(shí)符合題意.
由可得從而當(dāng)時(shí),
故當(dāng)時(shí),為減函數(shù),又
于是當(dāng)時(shí),即
故不符合題意.綜上可得的取值范圍為
3.已知函數(shù),設(shè)在(0,2)上有極值,求a的取值范圍.
解:由可得,