导数与数列型不等式的交汇问题,体现了导数的工具性,凸显了知识之间的纵横联系,一些题构思精巧、新颖,加强对能力的考察,逐渐成为高考的新亮点。本文就2014年高考陕西理数第21题谈起,总结解决此类问题的一般思路和方法。
例1 (2014年高考陕西卷 理21)设函数,,,其中是的导函数.
(1),求的表达式;
(2)若恒成立,求实数的取值范围;
(3)设,比较与的大小,并加以证明.
解:(1),,,,,
,,,,
假设当时,,则
当时,也成立.综上,,
(2),,,.
令,,易知,则,.
当时,在上恒成立,在上单调递增,,满足条件;
当时,令,解得,令,解得.
于是在上单调递减,在上单调递增,,与题设矛盾,
综上可知.
(3),证明如下:
要证,
只需证.
在(2)中取,可得,,
令,,则,
故有,,…,,
上述各式相加可得.
从上面的解答方法可以看出,解决问题的方法为由函数得到函数不等式,进而对取值,再得到数列不等式,达到解决问题的目的。在此过程中有两个关键步骤:其一是如何得到函数不等式,其二是如何由函数不等式过渡到数列不等式。下面通过几道例题来感受一下:
例2 已知函数,,
(1)求函数的单调区间;
(2)若不等式在区间上恒成立,求实数的取值范围;
(3)求证:.
解:(1)函数的单调增区间为,单调减区间为.
(2),,. 令,,
令,解得;令,解得.
则在单调递增,在单调递减,故,则.
(3)由(2)知,,
.
例3 已知函数.
(1)若函数在上为增函数,求实数的取值范围;
(2)当且时,证明:.
解:(1)实数的取值范围为.
(2)由(1)知,令,则在上为增函数,,
即,当且仅当时取等号.
要证明,只需证.
在中取,有,则;
在中取,易知,则.
综上可知成立,则原命题成立.下载本文