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导数中的“端点效应”问题
2025-09-25 23:20:19 责编:小OO
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导数中的“端点效应”问题

不等式恒成立求参数的取值范围的题目一般形式是:当时,不等式恒成立,求实数的取值范围。

一般解法主要有两种:一是直接求函数的最值;二是把参数分离出来,得到或的形式,然后再求函数的最值。

纵观近几年的高考试题,利用导数求不等式中某一参数的试题可以考虑使用“端点效应”,即对某个端点进行验证。

基本原理:设函数𝑓(𝑥)含参数𝜆,且,𝑓(𝑥) > 0恒成立的𝜆的取值范围为𝐵。 若,由𝑓(𝑥0 ) > 0 ⇒ ,(此时𝐵 ⊆ 𝐶.) 且当时,𝑓(𝑥) > 0恒成立,则𝐵 = 𝐶. 

说明:1.“此时𝐵 ⊆ 𝐶”,是因为∀𝑥 ∈ 𝐴,𝑓(𝑥) > 0恒成立的取值范围是由𝑥取集合𝐴中每一个值使𝑓(𝑥)成立的𝜆的所有取值范围的交集确定.

 2.设函数𝑓(𝑥)含参数𝜆,且,𝑓(𝑥) > 0恒成立的𝜆的取值范围为𝐵,则,使得𝑓(𝑥) ≤ 0成立的𝜆的取值范围为;所以特称命题转化为全称命题后,也可以考虑用特殊点效应.

(一)端点效应——给定原始区间的端点效应 

例 1.已知9 𝑥 − log𝑎 𝑥 ≤ 2在上恒成立,则实数𝑎的取值范围是______.

 

例2.已知函数。 

(1)讨论函数𝑓(𝑥)的单调性; 

(2)若存在,使得成立,求实数𝑚的取值范围. 

根据以上分析可知,若不等式具有如下特点:验证端点时,发现有成立,也就是不等式中等号成立的条件恰好是已知区间的一个端点,那么,不等式成立就化为不等式成立,假设函数在上是单调增函数,就可以确定实数的一个恰发的范围,使成立,即找到一个使不等式成立的充分条件。接下来还需要证明,不在这个范围内的实数,不能够满足条件。这时只需要找到一个以为端点的区间,当时,,从而在上是减函数,因此有成立,这与矛盾,而区间的得到只需要通过解不等式。

1.已知函数在区间上单调递减,则的取值范围是____.

2.函数在区间上单调递增,则实数的取值范围是____.

3.已知函数,当时,若函数在区间上是单调函数,求的取值范围.

4.【2008江苏】设函数,若对于总有恒成立,则=____.

例3.已知函数。

(1)设,讨论的单调性;

(2)若对任意恒有,求的取值范围。

例4.设函数。

(1)若时,求的单调区间;

(2)若当时,,求的取值范围。

函数在端点处的取值有以下三种情形:

(1)在区间的端点和处均有定义且

(2)在区间的端点或处无定义或区间是无限区间;

(3)在区间的端点或处有或。

(二)端点处的取值有意义且不为0

例5.【2008天津】设是定义在上的奇函数,且当时,,若对任意的,不等式恒成立,则的取值范围是(  )

A.              

B.

C.

D.

例6.若在上恒成立,则实数的取值范围是________

【变式1】【2013全国卷】已知函数,当时,,求的取值范围。

【变式2】【2012江西】已知函数在上单调递减,求的取值范围。

【变式3】【2010天津】已知函数,若在区间上恒成立,求的取值范围。

例7. 设函数。

(1)证明:当时,;

(2)设当时,,求的取值范围。

(二)端点处的取值没有意义且趋于无穷

    的定义域是,且当趋于0时,趋于负无穷,当趋于时,趋于正无穷,为了后面方便表述,记。然后不管函数在区间的端点处有没有意义,也不管是否为无穷,我们均记为当趋于时的值。这样的记法为了后面的叙述。

例8.【2012新课标】当时,,则的取值范围是(  )

A.         B.         C.         D.

例9.【2009江西】已知函数,若对于任一实数,与的值至少有一个为正,则的取值范围是______.

【变式1】不等式恒成立,则实数的取值范围是(  )

A.          B.         C.         D.

(三)变形后验证端点

例10.已知函数,曲线在点处的切线方程为。

(1)求的值;

(2)如果当且时,,求的取值范围。

(四)无端点时选择特殊点验证

例11.已知函数,其中,若对一切求的取值范围。下载本文

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