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【导数】命题人五xx导数中的不等式证明
导数中不等式的证明是历年的高考中是一个永恒的话题,由于不等式证明的灵活性,多样性,该考点也备受命题者的青睐。本文通过五个方面系统介绍了一些常规的不等式证明的手段
命题人角度1构造函数
命题人角度2放缩法
命题人角度3切线法
命题人角度4二元或多元不等式的证明思路
命题人角度5函数凹凸性的应用
命题人角度1构造函数
【典例1】(赣州市2018届高三摸底考试)已知函数,若曲线与曲线的一个公共点是,且在点处的切线互相垂直.
(1)求的值;
(2)证明:当时,.
【解析】(1);
(2),,
令,则关注公众号:Hi数学派
,
,
因为,所以,
所以在单调递增,,即,
所以当时,.
【审题点津】待证不等式的两边都含有同一个变量,一般地,可以直接构造“左减右”的函数,应用导数研究其单调性,借助于所构造函数的单调性加以证明.
命题人角度2放缩法
【典例2】(石家庄市2018届高三下学期4月一模考试)已知函数,在处的切线方程为.
(1)求;
(2)若,证明:.
【解析】(1),;
(2)由(1)可知,,
由,可得,
令,则,
当时,,
当时,设,则,
故函数在上单调递增,关注公众号:Hi数学派
又,所以当时,,当时,,
所以函数在区间上单调递减,在区间上单调递增,
故,即.
故.
【方法归纳】函数解析式中含有已知范围的参数,可以考虑借助于常识或已知的范围减少变量,对参数适当放缩达到证明的目标.
命题人角度3切线法
【典例3】(2018届安徽省太和中学三模)已知函数.
(1)求曲线在处的切线方程;
(2)求证:当时,.
【解析】(1),,
由题设得,
所以曲线在处的切线方程为,即;
(2)令,则,
当时,,当时,,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,
,关注公众号:Hi数学派
所以函数在上单调递增,
由于曲线在处的切线方程为,,可猜测函数的图象恒在切线的上方.
先证明当时,.
设,则,
当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
由,所以,
所以存在,使得,
所以当时,,当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增.
因为,所以,即,当且仅当时取等号,
所以当时,,关注公众号:Hi数学派
变形可得,
又由于,当且仅当时取等号(证明略),
所以,当且仅当时取等号.
【审题点津】切线放缩法值得认真探究,若第一小题是求曲线的切线方程,就要注意是否运用切线放缩法进行放缩解决问题.
命题人角度4二元或多元不等式的解证思路
【典例4】(皖南八校2018届高三第三次联考)若均为任意实数,且,则的最小值为
【解析】由于均为任意实数,且,所以动点到定点的距离为定值1,亦即动点的轨迹是以关注公众号:Hi数学派
为圆心,半径的圆,
又表示与动点
的距离,而的轨迹是曲线
,关注公众号:Hi数学派
如图,,当且仅当共线,
且点在线段上时取等号,以为圆心作半径为的圆
与相切,切点是,此时的公切线与半径
垂直,,即,结合函数
与的图象可知,所以,
故的最小值为.正确答案为D.
【审题点津】多元代数表达式的最值问题要根据其整体的结构特征,结合多元各自变化的规律,转化为多个动点之间的对应关系,进而化“动”为“静”解决问题.
命题人角度5函数凹凸性的应用
【典例5】(2018届合肥三模)已知函数有零点,函数有零点,且,则实数的取值范围是
【解析】
思路1:因为,如图所示,
结合函数图象,则,
,
若,则,不适合题意,则;当时,,所以,即,
所以实数的取值范围是.正确答案为C.关注公众号:Hi数学派
【评注】同理,,,所以,
故,即,所以实数的取值范围是.
思路2:因为函数有零点,所以的解分别为,
因为函数有零点,所以的解分别为,
令,=1\*GB3①若,如图,总有,不适合题意;
=2\*GB3②若,如图,总有,欲使,亦即,
所以,即,
两边平方,化简可得,所以.关注公众号:Hi数学派
所以实数的取值范围是.正确答案为C
.
思路3:因为函数有零点,
所以的解分别为,
因为函数有零点,
所以的解分别为,
令,两个函数的交点的坐标分别为,如图所示,结合函数图象,欲使,则,所以实数的取值范围是.正确答案为C.
思路4:(特例法)令,则函数有零点,函数有零点,此时满足,因此排除B;关注公众
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