第一篇:導(dǎo)數(shù)證明不等式構(gòu)造函數(shù)法類別(教師版)
導(dǎo)數(shù)證明不等式構(gòu)造函數(shù)法類別
1、移項(xiàng)法構(gòu)造函數(shù)
1?ln(x?1)?x x?11?1,分析:本題是雙邊不等式,其右邊直接從已知函數(shù)證明,左邊構(gòu)造函數(shù)g(x)?ln(x?1)?x?1【例1】 已知函數(shù)f(x)?ln(x?1)?x,求證:當(dāng)x??1時(shí),恒有1? 從其導(dǎo)數(shù)入手即可證明。
【解】f?(x)?1x?1?? x?1x?1∴當(dāng)?1?x?0時(shí),f?(x)?0,即f(x)在x?(?1,0)上為增函數(shù)
當(dāng)x?0時(shí),f?(x)?0,即f(x)在x?(0,??)上為減函數(shù) 故函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(?1,0),單調(diào)遞減區(qū)間(0,??)
于是函數(shù)f(x)在(?1,??)上的最大值為f(x)max?f(0)?0,因此,當(dāng)x??1時(shí),f(x)?f(0)?0,即ln(x?1)?x?0 ∴l(xiāng)n(x?1)?x(右面得證),現(xiàn)證左面,令g(x)?ln(x?1)?111x?1,則g?(x)? ??22x?1x?1(x?1)(x?1)當(dāng)x?(?1,0)時(shí),g?(x)?0;當(dāng)x?(0,??)時(shí),g?(x)?0,即g(x)在x?(?1,0)上為減函數(shù),在x?(0,??)上為增函數(shù),故函數(shù)g(x)在(?1,??)上的最小值為g(x)min?g(0)?0,1?1?0 x?111?1?ln(x?1)?x ∴l(xiāng)n(x?1)?1?,綜上可知,當(dāng)x??1時(shí),有x?1x?1∴當(dāng)x??1時(shí),g(x)?g(0)?0,即ln(x?1)?
2、作差法構(gòu)造函數(shù)證明 【例2】已知函數(shù)f(x)? 圖象的下方;
分析:函數(shù)f(x)的圖象在函數(shù)g(x)的圖象的下方?不等式f(x)?g(x)問題,即只需證明在區(qū)間(1,??)上,恒有122x?lnx.求證:在區(qū)間(1,??)上,函數(shù)f(x)的圖象在函數(shù)g(x)?x3的 23122x?lnx?x3,23122x?lnx?x3成立,設(shè)F(x)?g(x)?f(x),x?(1,??),考慮到23F(1)?1?0 6要證不等式轉(zhuǎn)化變?yōu)椋寒?dāng)x?1時(shí),F(xiàn)(x)?F(1),這只要證明: g(x)在區(qū)間(1,??)是增函數(shù)即可?!窘狻吭O(shè)F(x)?g(x)?f(x),即F(x)?22312x?x?lnx,321(x?1)(2x2?x?1)(x?1)(2x2?x?1)則F?(x)?2x?x?= 當(dāng)x?1時(shí),F(xiàn)?(x)=
xxx從而F(x)在(1,??)上為增函數(shù),∴F(x)?F(1)?∴當(dāng)x?1時(shí) g(x)?f(x)?0,即f(x)?g(x),故在區(qū)間(1,??)上,函數(shù)f(x)的圖象在函數(shù)g(x)?
3、換元法構(gòu)造函數(shù)證明
1?0 623x的圖象的下方。3111?1)?2?3 都成立.nnn1 分析:本題是山東卷的第(II)問,從所證結(jié)構(gòu)出發(fā),只需令?x,則問題轉(zhuǎn)化為:當(dāng)x?0時(shí),恒
n【例3】(2007年,山東卷)證明:對(duì)任意的正整數(shù)n,不等式ln(有l(wèi)n(x?1)?x?x成立,現(xiàn)構(gòu)造函數(shù)h(x)?x?x?ln(x?1),求導(dǎo)即可達(dá)到證明。233213x3?(x?1)2?【解】令h(x)?x?x?ln(x?1),則h?(x)?3x?2x?在x?(0,??)上恒正,x?1x?1322 所以函數(shù)h(x)在(0,??)上單調(diào)遞增,∴x?(0,??)時(shí),恒有h(x)?h(0)?0,即x?x?ln(x?1)?0,∴l(xiāng)n(x?1)?x?x
對(duì)任意正整數(shù)n,取x?32231111?(0,??),則有l(wèi)n(?1)?2?3 nnnn【警示啟迪】當(dāng)F(x)在[a,b]上單調(diào)遞增,則x?a時(shí),有F(x)?F(a).如果f(a)=?(a),要證明當(dāng)x?a時(shí),f(x)??(x),那么,只要令F(x)=f(x)-?(x),就可以利用F(x)的單調(diào)增性來推導(dǎo).也就是說,在F(x)可導(dǎo)的前提下,只要證明F'(x)?0即可.
4、從條件特征入手構(gòu)造函數(shù)證明
【例4】若函數(shù)y=f(x)在R上可導(dǎo)且滿足不等式xf?(x)>-f(x)恒成立,且常數(shù)a,b滿足a>b,求證: af(a)>bf(b)
【解】由已知 xf?(x)+f(x)>0 ∴構(gòu)造函數(shù) F(x)?xf(x),' 則F(x)? xf?(x)+f(x)>0,從而F(x)在R上為增函數(shù)。
?a?b ∴F(a)?F(b)即 af(a)>bf(b)【警示啟迪】由條件移項(xiàng)后xf?(x)?f(x),容易想到是一個(gè)積的導(dǎo)數(shù),從而可以構(gòu)造函數(shù)F(x)?xf(x),求導(dǎo)即可完成證明。若題目中的條件改為xf?(x)?f(x),則移項(xiàng)后xf?(x)?f(x),要想到是一個(gè)商的導(dǎo)數(shù)的分子,平時(shí)解題多注意總結(jié)。
5、主元法構(gòu)造函數(shù)
例.(全國)已知函數(shù)f(x)?ln(1?x)?x,g(x)?xlnx(1)求函數(shù)f(x)的最大值;
a?b)?(b?a)ln2.2a?b)中以b為主變?cè)獦?gòu)造函數(shù), 證明:對(duì)g(x)?xlnx求導(dǎo),則g'(x)?lnx?1.在g(a)?g(b)?2g(2(2)設(shè)0?a?b,證明 :0?g(a)?g(b)?2g(設(shè)F(x)?g(a)?g(x)?2g(a?x'a?xa?x.)]?lnx?ln),則F'(x)?g'(x)?2[g(222' 當(dāng)0?x?a時(shí),F(xiàn)(x)?0,因此F(x)在(0,a)內(nèi)為減函數(shù).' 當(dāng)x?a時(shí),F(x)?0,因此F(x)在(a,??)上為增函數(shù).從而當(dāng)x?a時(shí), F(x)有極小值F(a).因?yàn)镕(a)?0,b?a,所以F(b)?0,即g(a)?g(b)?2g(又設(shè)G(x)?F(x)?(x?a)ln2.則G'(x)?lnx?lna?b)?0.2a?x?ln2?lnx?ln(a?x).2' 當(dāng)x?0時(shí),G(x)?0.因此G(x)在(0,??)上為減函數(shù).因?yàn)镚(a)?0,b?a,所以G(b)?0,即g(a)?g(b)?2g(6、構(gòu)造二階導(dǎo)數(shù)函數(shù)證明導(dǎo)數(shù)的單調(diào)性 例.已知函數(shù)f(x)?ae?xa?b)?(b?a)ln2.212x 2(1)若f(x)在R上為增函數(shù),求a的取值范圍;(2)若a=1,求證:x>0時(shí),f(x)>1+x x解:(1)f′(x)= ae-x,∵f(x)在R上為增函數(shù),∴f′(x)≥0對(duì)x∈R恒成立,-x-x-x-x-x 即a≥xe對(duì)x∈R恒成立 記g(x)=xe,則g′(x)=e-xe=(1-x)e,當(dāng)x>1時(shí),g′(x)<0,當(dāng)x<1時(shí),g′(x)>0.
知g(x)在(-∞,1)上為增函數(shù),在(1,+ ∞)上為減函數(shù), ∴g(x)在x=1時(shí),取得最大值,即g(x)max=g(1)=1/e, ∴a≥1/e, 即a的取值范圍是[1/e, + ∞)(2)記F(X)=f(x)-(1+x)=e?xx12x?1?x(x?0)2x
x 則F′(x)=e-1-x, 令h(x)= F′(x)=e-1-x,則h′(x)=e-1 當(dāng)x>0時(shí), h′(x)>0, ∴h(x)在(0,+ ∞)上為增函數(shù), 又h(x)在x=0處連續(xù), ∴h(x)>h(0)=0 即F′(x)>0 ,∴F(x)在(0,+ ∞)上為增函數(shù),又F(x)在x=0處連續(xù), ∴F(x)>F(0)=0,即f(x)>1+x.
7.對(duì)數(shù)法構(gòu)造函數(shù)(選用于冪指數(shù)函數(shù)不等式)例:證明當(dāng)x?0時(shí),(1?x)1?1x?e1?x2
8.構(gòu)造形似函數(shù)
例:證明當(dāng)b?a?e,證明a?b ba
例:已知m、n都是正整數(shù),且1?m?n,證明:(1?m)?(1?n)
nm4
【思維挑戰(zhàn)】
1、設(shè)a?0,f(x)?x?1?ln2x?2alnx 求證:當(dāng)x?1時(shí),恒有x?lnx?2alnx?1
2、已知定義在正實(shí)數(shù)集上的函數(shù)
f(x)?52122x?2ax,g(x)?3a2lnx?b,其中a>0,且b?a?3alna,22求證:f(x)?g(x)
3、已知函數(shù)f(x)?ln(1?x)?xb,求證:對(duì)任意的正數(shù)a、b,恒有l(wèi)na?lnb?1?.1?xa4、f(x)是定義在(0,+∞)上的非負(fù)可導(dǎo)函數(shù),且滿足xf?(x)?f(x)≤0,對(duì)任意正數(shù)a、b,若a < b,則必有()
(A)af(b)≤bf(a)(C)af(a)≤f(b)
【答案咨詢】
1、提示:f?(x)?1? ∴
(B)bf(a)≤af(b)(D)bf(b)≤f(a)2lnx2a2lnx??1,當(dāng)x?1,a?0時(shí),不難證明xxxf?(x)?0,即f(x)在(0,??)內(nèi)單調(diào)遞增,故當(dāng)x?1時(shí),f(x)?f(1)?0,∴當(dāng)x?1時(shí),恒有x?lnx?2alnx?1
123a222、提示:設(shè)F(x)?g(x)?f(x)?x?2ax?3alnx?b則F?(x)?x?2a?
2x(x?a)(x?3a)=(x?0)?a?0,∴ 當(dāng)x?a時(shí),F(xiàn)?(x)?0,x 故F(x)在(0,a)上為減函數(shù),在(a,??)上為增函數(shù),于是函數(shù)F(x)在(0,??)上的最小值是F(a)?f(a)?g(a)?0,故當(dāng)x?0時(shí),有f(x)?g(x)?0,即f(x)?g(x)
3、提示:函數(shù)f(x)的定義域?yàn)??1,??),f?(x)?11x ??1?x(1?x)2(1?x)2∴當(dāng)?1?x?0時(shí),f?(x)?0,即f(x)在x?(?1,0)上為減函數(shù)
當(dāng)x?0時(shí),f?(x)?0,即f(x)在x?(0,??)上為增函數(shù)
因此在x?0時(shí),f(x)取得極小值f(0)?0,而且是最小值
x1,即ln(1?x)?1? 1?x1?xa1bab?1? 于是ln?1? 令1?x??0,則1?bx?1abab因此lna?lnb?1?
a于是f(x)?f(0)?0,從而ln(1?x)? f(x)f(x)xf'(x)?f(x)F(x)?
4、提示:F(x)?,F(xiàn)?(x)?,故在(0,+∞)上是減函數(shù),由a?b ?02xxx有f(a)f(b)?? af(b)≤bf(a)故選(A)ab
第二篇:導(dǎo)數(shù)證明不等式構(gòu)造函數(shù)法類別(學(xué)生版)
導(dǎo)數(shù)證明不等式構(gòu)造函數(shù)法類別
1、移項(xiàng)法構(gòu)造函數(shù)
1?ln(x?1)?x x?11?1,分析:本題是雙邊不等式,其右邊直接從已知函數(shù)證明,左邊構(gòu)造函數(shù)g(x)?ln(x?1)?x?1【例1】 已知函數(shù)f(x)?ln(x?1)?x,求證:當(dāng)x??1時(shí),恒有1? 從其導(dǎo)數(shù)入手即可證明。
2、作差法構(gòu)造函數(shù)證明 【例2】已知函數(shù)f(x)? 圖象的下方;
分析:函數(shù)f(x)的圖象在函數(shù)g(x)的圖象的下方?不等式f(x)?g(x)問題,即只需證明在區(qū)間(1,??)上,恒有122x?lnx.求證:在區(qū)間(1,??)上,函數(shù)f(x)的圖象在函數(shù)g(x)?x3的 23122x?lnx?x3,23122x?lnx?x3成立,設(shè)F(x)?g(x)?f(x),x?(1,??),考慮到23F(1)?1?0 6要證不等式轉(zhuǎn)化變?yōu)椋寒?dāng)x?1時(shí),F(xiàn)(x)?F(1),這只要證明: g(x)在區(qū)間(1,??)是增函數(shù)即可。
3、換元法構(gòu)造函數(shù)證明
111?1)?2?3 都成立.nnn1 分析:本題是山東卷的第(II)問,從所證結(jié)構(gòu)出發(fā),只需令?x,則問題轉(zhuǎn)化為:當(dāng)x?0時(shí),恒
n【例3】(2007年,山東卷)證明:對(duì)任意的正整數(shù)n,不等式ln(有l(wèi)n(x?1)?x?x成立,現(xiàn)構(gòu)造函數(shù)h(x)?x?x?ln(x?1),求導(dǎo)即可達(dá)到證明。
2332
4、從條件特征入手構(gòu)造函數(shù)證明
【例4】若函數(shù)y=f(x)在R上可導(dǎo)且滿足不等式xf?(x)>-f(x)恒成立,且常數(shù)a,b滿足a>b,求證: af(a)>bf(b)
5、主元法構(gòu)造函數(shù)
1?x)?x,g(x)?xlnx 例.(全國)已知函數(shù)f(x)?ln((1)求函數(shù)f(x)的最大值;
(2)設(shè)0?a?b,證明 :0?g(a)?g(b)?2g(6、構(gòu)造二階導(dǎo)數(shù)函數(shù)證明導(dǎo)數(shù)的單調(diào)性 例.已知函數(shù)f(x)?ae?xa?b)?(b?a)ln2.212x 2(1)若f(x)在R上為增函數(shù),求a的取值范圍;(2)若a=1,求證:x>0時(shí),f(x)>1+x
7.對(duì)數(shù)法構(gòu)造函數(shù)(選用于冪指數(shù)函數(shù)不等式)例:證明當(dāng)x?0時(shí),(1?x)1?1x?e1?x2 8.構(gòu)造形似函數(shù)
例:證明當(dāng)b?a?e,證明ab?ba
例:已知m、n都是正整數(shù),且1?m?n,證明:(1?m)n?(1?n)m
【思維挑戰(zhàn)】
1、設(shè)a?0,f(x)?x?1?ln2x?2alnx 求證:當(dāng)x?1時(shí),恒有x?lnx?2alnx?1
2、已知定義在正實(shí)數(shù)集上的函數(shù)
f(x)?52122x?2ax,g(x)?3a2lnx?b,其中a>0,且b?a?3alna,22求證:f(x)?g(x)
3、已知函數(shù)f(x)?ln(1?x)?
xb,求證:對(duì)任意的正數(shù)a、b,恒有l(wèi)na?lnb?1?.1?xa4、f(x)是定義在(0,+∞)上的非負(fù)可導(dǎo)函數(shù),且滿足xf?(x)?f(x)≤0,對(duì)任意正數(shù)a、b,若a < b,則必有()
(A)af(b)≤bf(a)(C)af(a)≤f(b)
(B)bf(a)≤af(b)(D)bf(b)≤f(a)
第三篇:構(gòu)造函數(shù),結(jié)合導(dǎo)數(shù)證明不等式
構(gòu)造函數(shù),結(jié)合導(dǎo)數(shù)證明不等式
摘 要:運(yùn)用導(dǎo)數(shù)法證明不等式首先要構(gòu)建函數(shù),以函數(shù)作為載體可以用移項(xiàng)作差,直接構(gòu)造;合理變形,等價(jià)構(gòu)造;分析(條件)結(jié)論,特征構(gòu)造;定主略從,減元構(gòu)造;挖掘隱含,聯(lián)想構(gòu)造等方法進(jìn)行證明.關(guān)鍵詞:構(gòu)造函數(shù);求導(dǎo);證明;不等式
利用導(dǎo)數(shù)證明不等式是四川高考?jí)狠S題的熱點(diǎn)題型之一,此類問題的特點(diǎn)是:問題以不等式形式呈現(xiàn),“主角”是導(dǎo)數(shù),而不等式的證明不僅技巧性強(qiáng),而且方法靈活多變,因此構(gòu)造函數(shù)成為證明不等式的良好“載體”,如何有效合理地構(gòu)造函數(shù)是證明不等式的關(guān)鍵所在,下面以實(shí)例談?wù)勅绾螛?gòu)造函數(shù)的若干解題策略.注:此題也可用數(shù)學(xué)歸納法證明.解后感悟:函數(shù)隱藏越深,難度就越大,如何去尋找證明不等式的“母函數(shù)”是解決問題的關(guān)鍵,通過合理變形,展開思維聯(lián)想的翅膀,發(fā)現(xiàn)不等式背后的隱藏函數(shù),便會(huì)柳暗花明.結(jié)束語:導(dǎo)數(shù)為證明不等式問題開辟了新方法,使過去不等式的證明方法,從特殊技巧變?yōu)橥ㄐ酝ǚ?,合理?gòu)造函數(shù),能使解題更具備指向性,劍之所指,所向披靡.
第四篇:構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)證明不等式
構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)證明不等式
湖北省天門中學(xué)薛德斌2010年10月
例
1、設(shè)當(dāng)x??a,b?時(shí),f/(x)?g/(x),求證:當(dāng)x??a,b?時(shí),f(x)?f(a)?g(x)?g(a).
例
2、設(shè)f(x)是R上的可導(dǎo)函數(shù),且當(dāng)x?1時(shí)(x?1)f/(x)?0.
求證:(1)f(0)?f(2)?2f(1);(2)f(2)?2f(1).
例
3、已知m、n?N,且m?n,求證:(1?m)?(1?n).
?nm
例
4、(2010年遼寧卷文科)已知函數(shù)f(x)?(a?1)lnx?ax2?1,其中a??2,證明:? x1,x2?(0,??),|f(x1)?f(x2)|?4|x1?x2|.例
5、(2010年全國Ⅱ卷理科)設(shè)函數(shù)f?x??x?aIn?1?x?有兩個(gè)極值點(diǎn)x1、x2,且
2x1?x2,證明:f?x2??
1?2In2.4a?0,b?0,例
6、已知函數(shù)f(x)?xlnx,求證:f(a)?(a?b)ln2?f(a?b)?f(b).x?ln(1?x)?x; 1?x
11112n?c??????ln(2)設(shè)c?0,求證:.2?cn?1?cn?2?c2n?cn?c例
7、(1)已知x?0,求證:
第五篇:構(gòu)造法證明函數(shù)不等式
構(gòu)造法證明函數(shù)不等式
1、利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性極值和最值,再由單調(diào)性來證明不等式是函數(shù)、導(dǎo)數(shù)、不等式綜合中的一個(gè)難點(diǎn),也是近幾年高考的熱點(diǎn).
2、解題技巧是構(gòu)造輔助函數(shù),把不等式的證明轉(zhuǎn)化為利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性或求最值,從而證得不等式,而如何根據(jù)不等式的結(jié)構(gòu)特征構(gòu)造一個(gè)可導(dǎo)函數(shù)是用導(dǎo)數(shù)證明不等式的關(guān)鍵.
一、移項(xiàng)法構(gòu)造函數(shù)
【例1】已知函數(shù)f(x)?ln(x?1)?x,求證:當(dāng)x??1時(shí),恒有1?1?ln(x?1)?x. x?
1二、作差法構(gòu)造函數(shù)證明
【例2】已知函數(shù)f(x)?的圖象的下方.
2312x?lnx,求證:在區(qū)間(1 ,??)上,函數(shù)f(x)的圖象在函數(shù)g(x)?x
32三、換元法構(gòu)造函數(shù)證明
【例3】(2007年山東卷)證明:對(duì)任意的正整數(shù)n,不等式ln(111?1)?2?3都成立. nnn
四、從條件特征入手構(gòu)造函數(shù)證明
【例4】若函數(shù)y?f(x)在R上可導(dǎo),且滿足不等式xf'(x)??f(x)恒成立,常數(shù)a、b滿足a?b,求證:af(a)?bf(b).
五、主元法構(gòu)造函數(shù)
1?x)?x,g(x)?xlnx. 【例5】已知函數(shù)f(x)?ln((1)求函數(shù)f(x)的最大值;
(2)設(shè)0?a?b,證明:0?g(a)?g(b)?2g(a?b)?(b?a)ln2.
2六、構(gòu)造二階導(dǎo)函數(shù)證明函數(shù)的單調(diào)性(二次求導(dǎo))
【例6】已知函數(shù)f(x)?ae?x12x. 2(1)若f(x)在R上為增函數(shù),求a的取值范圍;(2)若a?1,求證:當(dāng)x?0時(shí),f(x)?1?x.
七、對(duì)數(shù)法構(gòu)造函數(shù)(選用于冪指數(shù)函數(shù)不等式)
【例7】證明:當(dāng)x?0時(shí),(1?x)1?x?e1?2.
1、(2007年,安徽卷)設(shè)a?0,f(x)?x?1?ln2x?2alnx.
求證:當(dāng)x?1時(shí),恒有x?ln2x?2alnx?1.
2、(2007年,安徽卷)已知定義在正實(shí)數(shù)集上的函數(shù)f(x)?1x12x?2ax,g(x)?3a2lnx?b,其中2a?0,且b? 52a?3a2lna,求證:f(x)?g(x).
23、已知函數(shù)f(x)?ln(1?x)? xb,求證:對(duì)任意的正數(shù)a、b,恒有l(wèi)na?lnb?1?. 1?xa4、(2007年,陜西卷)f(x)是定義在(0 , ??)上的非負(fù)可導(dǎo)函數(shù),且滿足xf'(x)?f(x)?0,對(duì)任意正數(shù)a、b,若a?b,則必有()
A.a(chǎn)f(b)?bf(a)
B.bf(a)?af(b)
C.a(chǎn)f(a)?f(b)
D.bf(b)?f(a)例1【分析】 本題是雙邊不等式,其右邊直接從已知函數(shù)證明,左邊構(gòu)造函數(shù)1?1,從其導(dǎo)數(shù)入手即可證明. x?11x?1??【解析】由題意得:f?(x)?,∴當(dāng)?1?x?0時(shí),f?(x)?0,即f(x)在x?1x?1g(x)?ln(x?1)?x?(?1 , 0)上為增函數(shù);當(dāng)x?0時(shí),f?(x)?0,即f(x)在x?(0 , ??)上為減函數(shù);故函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(?1 , 0),單調(diào)遞減區(qū)間(0 , ??);于是函數(shù)f(x)在(?1 , ??)上的最大值為f(x)max?f(0)?0,因此,當(dāng)x??1時(shí),f(x)?f(0)?0,即ln(x?1)?x?0,∴l(xiāng)n(x?1)?x(右面得證).現(xiàn)證左面,令g(x)?ln(x?1)?11x1???1,則g?(x)?22,x?1(x?1)(x?1)x?1當(dāng)x?(?1 , 0)時(shí),g'(x)?0;當(dāng)x?(0 , ??)時(shí),g'(x)?0,即g(x)在x?(?1 , 0)上為減函數(shù),在x?(0 , ??)上為增函數(shù),故函數(shù)g(x)在(?1 , ??)上的最小值為g(x)min?g(0)?0,1?1?0,x?111?1?ln(x?1)?x. ∴l(xiāng)n(x?1)?1?.綜上可知:當(dāng)x??1時(shí),有x?1x?1∴當(dāng)x??1時(shí),g(x)?g(0)?0,即ln(x?1)?【點(diǎn)評(píng)】如果f(a)是函數(shù)f(x)在區(qū)間上的最大(?。┲?,則有f(x)?f(a)(或f(x)?f(a)),那么要證不等式,只要求函數(shù)的最大值不超過0就可得證.
例2.【分析】函數(shù)f(x)的圖象在函數(shù)g(x)的圖象的下方?不等式f(x)?g(x)在(1 ,??)上恒成12212x?lnx?x3,只需證明在區(qū)間(1,??)上,恒有x2?lnx?x3成立,23231設(shè)F(x)?g(x)?f(x),x?(1 , ??),考慮到F(1)??0,要證不等式轉(zhuǎn)化變?yōu)椋?/p>
6立問題,即當(dāng)x?1時(shí),F(xiàn)(x)?F(1),這只要證明:g(x)在區(qū)間(1 ,??)是增函數(shù)即可. 【解析】設(shè)F(x)?g(x)?f(x),即F(x)?22312x?x?lnx,321(x?1)(2x2?x?1)(x?1)(2x2?x?1)則F'(x)?2x?x??;當(dāng)x?1時(shí),F(xiàn)'(x)??0,從xxx而F(x)在(1,??)上為增函數(shù),∴F(x)?F(1)?
1?0,∴當(dāng)x?1時(shí),g(x)?f(x)?0,即6f(x)?g(x),故在區(qū)間(1,??)上,函數(shù)f(x)的圖象在函數(shù)g(x)?23x的圖象的下方. 3【點(diǎn)評(píng)】本題首先根據(jù)題意構(gòu)造出一個(gè)函數(shù)(可以移項(xiàng),使右邊為零,將移項(xiàng)后的左式設(shè)為函數(shù)),并利用導(dǎo)數(shù)判斷所設(shè)函數(shù)的單調(diào)性,再根據(jù)函數(shù)單調(diào)性的定義,證明要證的不等式.讀者也可以設(shè)F(x)?f(x)?g(x)做一做,深刻體會(huì)其中的思想方法. 例3.【分析】本題是山東卷的第(2)問,從所證結(jié)構(gòu)出發(fā),只需令
1?x,則問題轉(zhuǎn)化為:當(dāng)x?0n時(shí),恒有l(wèi)n(x?1)?x2?x3成立,現(xiàn)構(gòu)造函數(shù)h(x)?x3?x2?ln(x?1),求導(dǎo)即可達(dá)到證明.
13x3?(x?1)2 【解析】 令h(x)?x?x?ln(x?1),則h?(x)?3x?2x??x?1x?1322在x?(0 , ??)上恒正,∴函數(shù)h(x)在(0 , ??)上單調(diào)遞增,∴x?(0 , ??)時(shí),恒有h(x)?h(0)?0,即x3?x2?ln(x?1)?0,∴l(xiāng)n(x?1)?x2?x3,對(duì)任意正整數(shù)n,取x?1111?(0 , ??),則有l(wèi)n(?1)?2?3. nnnn【點(diǎn)評(píng)】我們知道,當(dāng)F(x)在[a , b]上單調(diào)遞增,則x?a時(shí),有F(x)?F(a).如果f(a)=?(a),要證明當(dāng)x?a時(shí),f(x)??(x),那么,只要令F(x)=f(x)-?(x),就可以利用F(x)的單調(diào)增性來推導(dǎo).也就是說,在F(x)可導(dǎo)的前提下,只要證明F'(x)?0即可.
例4.【解析】由已知:xf'(x)?f(x)?0,∴構(gòu)造函數(shù)F(x)?xf(x),則F'(x)?xf'(x)?f(x)?0,從而F(x)在R上為增函數(shù),∵a?b,∴F(a)?F(b),即af(a)?bf(b).
【點(diǎn)評(píng)】由條件移項(xiàng)后xf?(x)?f(x),容易想到是一個(gè)積的導(dǎo)數(shù),從而可以構(gòu)造函數(shù)F(x)?xf(x),求導(dǎo)即可完成證明.若題目中的條件改為xf?(x)?f(x),則移項(xiàng)后xf?(x)?f(x),要想到是一個(gè)商的導(dǎo)數(shù)的分子,平時(shí)解題多注意總結(jié).
例5.【分析】 對(duì)于第(2)小問,絕大部分的學(xué)生都會(huì)望而生畏.學(xué)生的盲點(diǎn)也主要就在對(duì)所給函數(shù)用不上.如果能挖掘一下所給函數(shù)與所證不等式間的聯(lián)系,想一想大小關(guān)系又與函數(shù)的單調(diào)性密切相關(guān),由此就可過渡到根據(jù)所要證的不等式構(gòu)造恰當(dāng)?shù)暮瘮?shù),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,借助單調(diào)性比較函數(shù)值的大小,以期達(dá)到證明不等式的目的.(2)對(duì)g(x)?xlnx求導(dǎo),則g'(x)?lnx?1.在g(a)?g(b)?2g(數(shù),設(shè)F(x)?g(a)?g(x)?2g(a?b)中以b為主變?cè)獦?gòu)造函2a?xa?xa?x),則F'(x)?g'(x)?2[g()]'?lnx?ln. 222當(dāng)0?x?a時(shí),F(xiàn)'(x)?0,因此F(x)在(0 , a)內(nèi)為減函數(shù);當(dāng)x?a時(shí),F(xiàn)'(x)?0,因此F(x)在(a , ??)上為增函數(shù).從而當(dāng)x?a時(shí),F(xiàn)(x)有極小值F(a),∵F(a)?0,b?a,∴F(b)?0,即g(a)?g(b)?2g(a?b)?0.又設(shè)G(x)?F(x)?(x?a)ln2,則2G'(x)?lnx?lna?xG'(x)?0.?ln2?lnx?ln(a?x);當(dāng)x?0時(shí),因此G(x)在(0 , ??)2a?b)?(b?a)ln2. 2上為減函數(shù),∵G(a)?0,b?a,∴G(b)?0,即g(a)?g(b)?2g(例6.【解析】(1)f'(x)?aex?x,∵f(x)在R上為增函數(shù),∴f'(x)?0對(duì)x?R恒成立,即a?xe?x對(duì)x?R恒成立;記g(x)?xe?x,則g'(x)?e?x?xe?x?(1?x)e?x;
當(dāng)x?1時(shí),g'(x)?0;當(dāng)x?1時(shí),g'(x)?0.知g(x)在(?? , 1)上為增函數(shù),在(1 , ??)上為減函數(shù),∴g(x)在x?1時(shí),取得最大值,即g(x)max?g(1)?(2)記F(x)?f(x)?(1?x)?e?x111,∴a?,即a的取值范圍是[ , ??).
eee12x?x?1(x?0),則F'(x)?ex?x?1,2令h(x)?F'(x)?ex?x?1,則h'(x)?ex?1;當(dāng)x?0時(shí),h'(x)?0,∴h(x)在(0 , ??)上為增函數(shù),又h(x)在x?0處連續(xù),∴h(x)?h(0)?0,即F'(x)?0,∴F(x)在(0 , ??)上為增函數(shù),又F(x)在x?0處連續(xù),∴F(x)?F(0)?0,即f(x)?1?x.【點(diǎn)評(píng)】當(dāng)函數(shù)取最大(或最小)值時(shí)不等式都成立,可得該不等式恒成立,從而把不等式的恒成立問題可轉(zhuǎn)化為求函數(shù)最值問題.不等式恒成立問題,一般都會(huì)涉及到求參數(shù)范圍,往往把變量分離后可以轉(zhuǎn)化為m?f(x)(或m?f(x))恒成立,于是m大于f(x)的最大值(或m小于f(x)的最小值),從而把不等式恒成立問題轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的最值問題.因此,利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)最 值是解決不等式恒成立問題的一種重要方法.
例7.【解析】 對(duì)不等式兩邊取對(duì)數(shù)得(1?)ln(1?x)?1?1xx,化簡為2(1?x)ln(1?x)?2x?x2,2(l1?x),設(shè)輔助函數(shù)f(x)?2x?x2?2(1?x)ln(,f'(x)?2x?2n1?x)(x?0)又f''(x)?2x?0(x?0),易知f'(x)在(0 , ??)上嚴(yán)格單調(diào)增加,從而f'(x)?f'(0)?01?x(x?0),又由f(x)在[0 , ??)上連續(xù),且f'(x)?0,得f(x)在[0 , ??)上嚴(yán)格單調(diào)增加,∴f(x)?f(0)?0(x?0),即2x?x2?2(1?x)ln(1?x)?0,2x?x2?2(1?x)ln(1?x),故(1?x)1?1x?e1?x2(x?0).
1、【解析】f?(x)?1?2lnx2a2lnx??1,∴f?(x)?0,即f(x),當(dāng)x?1,a?0時(shí),不難證明xxx 在(0,??)內(nèi)單調(diào)遞增,故當(dāng)x?1時(shí),f(x)?f(1)?0,∴當(dāng)x?1時(shí),恒有x?ln2x?2alnx?1.
2、【解析】設(shè)F(x)?g(x)?f(x)?12x?2ax?3a2lnx?b,則23a2(x?a)(x?3a)(x?0),∵a?0,∴當(dāng)x?a時(shí),F(xiàn)'(x)?0,F(xiàn)'(x)?x?2a??xx故F(x)在(0 , a)上為減函數(shù),在(a , ??)上為增函數(shù),于是函數(shù)F(x)在(0 , ??)上的最小值是F(a)?f(a)?g(a)?0,故當(dāng)x?0時(shí),有f(x)?g(x)?0,即f(x)?g(x).
3、【解析】函數(shù)f(x)的定義域?yàn)??1 , ??),f'(x)?11x??,∴當(dāng)?1?x?01?x(1?x)2(1?x)2時(shí),f'(x)?0,即f(x)在x?(?1 , 0)上為減函數(shù);當(dāng)x?0時(shí),f'(x)?0,即f(x)在x?(0 , ??)上為增函數(shù);因此在x?0時(shí),f(x)取得極小值f(0)?0,而且是最小值,于是f(x)?f(0)?0,從而ln(1?x)?1xa1b?1?,于是,即ln(1?x)?1?,令1?x??0,則1?1?x1?xbx?1aabbf(x)xf'(x)?f(x)ln?1?,因此lna?lnb?1?.
4、?0,故【解析】F(x)?,F(xiàn)'(x)?baaxx2f(x)f(a)f(b)?af(b)?bf(a),故選A. F(x)??在(0 , ??)上是減函數(shù),由a?b有xab8