利用导数解决恒成立问题

利用导数求函数最值 基础知识总结和逻辑关系一、函数的单调性求可导函数单调区间的一般步骤和方法:1) 确定函数的 f ( x) 的定义区间；2) 求 f (x) ，令 f (x) 0 ，解此方程，求出它在定义区间内的一切实根；3) 把函数 f (x) 的无定义点的横坐标和上面的各实数根按由小到大的顺序排列起来，然后用这些点把函数f ( x) 的定义区间分成若干个小区间；4) 确定 f (x) 在各个区间内的符号，由 f (x) 的符号判定函数fx在每个相应小区间内的单调性.二、函数的极值求函数的极值的三个基本步骤1) 求导数 f (x) ；2) 求方程 f (x) 0 的所有实数根；3)检验 f (x) 在方程f (x)0 的根左右的符号，如果是左正右负（左负右正），则 f ( x)在这个根处取得极大（小）值.三、求函数最值1) 求函数 f (x) 在区间 ( a , b) 上的极值；2) 将极值与区间端点函数值 f ( a), f (b) 比较，其中最大的一个就是最大值，最小的一个就是最小值 .四利用导数证明不等式1） 利用导数得出函数单调性来证明不等式我们知道函数在某个区间上的导数值大于（或小于） 0 时，则该函数在该区间上单调递增（或递减） . 因而在证明不等式时，根据不等式的特点，有时可以构造函数，用导数证明该函数的单调性 , 然后再用函数单调性达到证明不等式的目的. 即把证明不等式转化为证明函数的单调性 . 具体有如下几种形式：直接构造函数， 然后用导数证明该函数的增减性；再利用函数在它的同一单调递增（减）区间，自变量越大，函数值越大（小），来证明不等式成立.把不等式变形后再构造函数, 然后利用导数证明该函数的单调性，达到证明不等式的目的.2） 利用导数求出函数的最值（或值域）后，再证明不等式.导数的另一个作用是求函数的最值.因而在证明不等式时，根据不等式的特点，有时可以构造函数，用导数求出该函数的最值；由当该函数取最大（或最小）值时不等式都成立，可得该不等式恒成立. 从而把证明不等式问题转化为函数求最值问题. 解题方法总结和题型归类利用导数研究含参变量函数的恒成立问题1）其中关键是根据题目找到给定区间上恒成立的不等式，转化成最值问题。2）首先找不等式。一般来说，有以下五类题型： 在某个区间上“单调递增减” ：表明 f ( x)0 （ f ( x) 0 ）恒成立； “无极值点”， 表明 f( x) 0 恒成立或 f (x) 0 恒成立；“曲线 y f ( x) 在曲线 yg( x) 上方（下方）”：表明 f ( x) g(x) 0（ f ( x) g(x) 0）恒成立； “无零点”： 表明 f ( x)0 恒成立或 f (x) 0恒成立； 标志词：“任意”，“所有”，“均有”，“恒成立”等等，此时题干已给出不等式例 1：设函数 f ( x) ax33x 1 ( x R) ，若对于任意x 1,1 ，都有 f ( x) 0成立，则实数 a 的值为？【解析】若x 0，则不论 a 取何值， f ( x) 0显然成立；33131当 x0，即 x (0,1时， f ( x) ax 3x10可化为 a x2x3. 设 g( x) x2 x3，则 (x3 1 2x，) 4gx11max10， 1所以 g( x) 在区间2上单调递增， 在区间2上单调递减，因此 g( x)g24，从而 a4.3 1当 x0 ，即 ( x22)e x0，因为 ex0，所以 x2 20，解得 2x0，所以 x2 ( a 2) x a0对 x ( 1,1) 都成立，即 x2 2xx 12 1x1) 1x ( 1,1) 都成立 (对ax 1x 1x 111令 y ( x1) x 1，则 y 1x120.1所以 y ( x 1) x1在 ( 1,1) 上单调递增，133所以 y0 时，函数 f(x) 在区间 1 ，e 上的最小值为 -2 ，求 a 的取值范围；（）若对任意x1 , x2(0,) ， x1x2 ，且 f ( x1 )+2 x1f ( x2 )+2 x2 恒成立，求a 的取值范围 :【难度】 *【题】己知函数 f (x)1 x32a x 2(a1) x 5 是 R 上的单调增函数，求实数 a 的3取值范围 .【难度】 *【题】已知函数f ( x)1 x22ex3e2 ln xb 在 (x0 ,0) 处的切线斜率为零2（）求 x0 和 b 的值；（）求证：在定义域内f ( x) 0 恒成立；【难度】 *【题】已知函数f ( x)1 x3ax2bx.(a, bR )3（I ）若 f (0)f(2)1 ，求函数 f ( x) 的解析式；（II ）若 b a2，且 f ( x) 在区间 (0,1) 上单调递增，求实数a 的取值范围 .【难度】 *【题】（ 2015 北京理）已知函数f xln 1x 1x（）求曲线yfx 在点0 ，f0处的切线方程；（）求证：当 x0 ，1时， f x 2 xx3； :3【难度】 *