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1、▼▼▼2019屆高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)資料▼▼▼
規(guī)范答題示例2 導(dǎo)數(shù)與不等式的恒成立問題
典例2 (12分)設(shè)函數(shù)f(x)=emx+x2-mx.
(1)證明:f(x)在(-∞,0)上單調(diào)遞減,在(0,+∞)上單調(diào)遞增;
(2)若對(duì)于任意x1,x2∈[-1,1],都有|f(x1)-f(x2)|≤e-1,求m的取值范圍.
審題路線圖 (1)→→
(2)→→→→→
規(guī)范解答·分步得分
構(gòu)建答題模板
(1)證明 f′(x)=m(emx-1)+2x.1分
若m≥0,則當(dāng)x∈(-∞,0)時(shí),emx-1≤0,f′(x)<0;
當(dāng)x∈(0,+∞)時(shí),emx-1≥0,f′(x)>0.
若m<0,
2、則當(dāng)x∈(-∞,0)時(shí),emx-1>0,f′(x)<0;
當(dāng)x∈(0,+∞)時(shí),emx-1<0,f′(x)>0.4分
所以,f(x)在(-∞,0)上單調(diào)遞減,在(0,+∞)上單調(diào)遞增.6分
(2)解 由(1)知,對(duì)任意的m,f(x)在[-1,0]上單調(diào)遞減,在[0,1]上單調(diào)遞增,
故f(x)在x=0處取得最小值.
所以對(duì)于任意x1,x2∈[-1,1],|f(x1)-f(x2)|≤e-1的充要條件是
8分
即①
設(shè)函數(shù)g(t)=et-t-e+1,則g′(t)=et-1.9分
當(dāng)t<0時(shí),g′(t)<0;當(dāng)t>0時(shí),g′(t)>0.
故g(t)在(-∞,0)上單調(diào)遞減,在(0
3、,+∞)上單調(diào)遞增.
又g(1)=0,g(-1)=e-1+2-e<0,故當(dāng)t∈[-1,1]時(shí),g(t)≤0.
當(dāng)m∈[-1,1]時(shí),g(m)≤0,g(-m)≤0,即①式成立;10分
當(dāng)m>1時(shí),由g(t)的單調(diào)性,得g(m)>0,即em-m>e-1;
當(dāng)m<-1時(shí),g(-m)>0,即e-m+m>e-1.11分
綜上,m的取值范圍是[-1,1].12分
第一步
求導(dǎo)數(shù):一般先確定函數(shù)的定義域,再求f′(x).
第二步
定區(qū)間:根據(jù)f′(x)的符號(hào)確定函數(shù)的單調(diào)區(qū)間.
第三步
尋條件:一般將恒成立問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值問題.
第四步
寫步驟:通過函數(shù)單調(diào)性探求函數(shù)最值,對(duì)于
4、最值可能在兩點(diǎn)取到的恒成立問題,可轉(zhuǎn)化為不等式組恒成立.
第五步
再反思:查看是否注意定義域、區(qū)間的寫法、最值點(diǎn)的探求是否合理等.
評(píng)分細(xì)則 (1)求出導(dǎo)數(shù)給1分;
(2)討論時(shí)漏掉m=0扣1分;兩種情況只討論正確一種給2分;
(3)確定f′(x)符號(hào)時(shí)只有結(jié)論無中間過程扣1分;
(4)寫出f(x)在x=0處取得最小值給1分;
(5)無最后結(jié)論扣1分;
(6)其他方法構(gòu)造函數(shù)同樣給分.
跟蹤演練2 已知函數(shù)f(x)=.
(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間和極值;
(2)若對(duì)任意的x>1,恒有l(wèi)n(x-1)+k+1≤kx成立,求k的取值范圍;
(3)證明:++…+< (n
5、∈N*,n≥2).
(1)解 f′(x)=-,由f′(x)=0?x=1,列表如下:
x
(0,1)
1
(1,+∞)
f′(x)
+
0
-
f(x)
單調(diào)遞增
極大值
單調(diào)遞減
因此函數(shù)f(x)的增區(qū)間為(0,1),減區(qū)間為(1,+∞),極大值為f(1)=1,無極小值.
(2)解 因?yàn)閤>1,ln(x-1)+k+1≤kx?≤k?f(x-1)≤k,
所以f(x-1)max≤k,所以k≥1.
(3)證明 由(1)可得f(x)=≤f(x)max=f(1)=1?≤1-,
當(dāng)且僅當(dāng)x=1時(shí)取等號(hào).
令x=n2 (n∈N*,n≥2).
則<1-?<<=(n≥2),
所以++…+<++…+
==.
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