导数——泰勒不等式专题
一、泰勒公式:
泰勒公式,也称泰勒展开式,主要是用于求某一个复杂函数在某点的函数值。
如果一个函数足够平滑,即若函数)(x f 在包含0x 的某个闭区间],[b a 具有n 各阶导数,且在开区间),(b a 上存在1+n 阶导数,则对],[b a 上任意一点x ,有
).()(!
)()(!2)()(!1)(!0)()(00)(200000x R x x n x f x x x f x x x f x f x f n n n +-++-''+-'+= 其中)(x R n 为泰勒展开式的余项,泰勒展开式也叫泰勒级数.
我们更多的是用泰勒公式在00=x 的特殊形式:
)(!)
0(!2)
0(
!1)0(!0)0()(2
2x R x n f x f f f x f n n +++''+'+= .以下列举一些常见函数的泰勒公式:
++++=32!31
!21
!11
1x x x e x ①
+-+-=+4324
1
3121
)1ln(x x x x x ②
+-+-=753!71!51!31sin x x x x x ③
-+-=4
2!41!211cos x x x ④
++++=-32111x x x x ⑤从中截取片段,就构成了高考数学考察导数的常见不等式:
x e x +≥1①;
1ln -≤x x ②;
212
x x e x ++≥③对0≥x 恒成立;
x x x x
≤+≤+)1ln(1④对0≥x 恒成立;
x x x x ≤≤-sin 63
⑤对0≥x 恒成立;
2421cos 214
22x x x x +-≤≤-⑥对0≥x 恒成立
(1)若2
1=a ,求)(x f 的单调区间;(2)若当0≥x 时0)(≥x f ,求实数a 的取值范围.例2.(新课标全国理科21)设函数f (x )=e x -1-x -ax 2
.
(1)若a =0,求f (x )的单调区间;(2)当x ≥0时,f (x )≥0,求实数a 的取值范围.例1.(新课标全国文科21)设函数f (x )=x (e x -1)-ax 2.
例3.(前两问同例2)设函数.
1)(2
ax x e x f x ---=(1)若0=a ,求)(x f 的单调区间;
(2)当0≥x 时,0)(≥x f ,求实数a 的取值范围;
(3)若0>x ,证明:2)1ln()1(x x e x >+-.例4.(全国1卷理)设函数f (x )=e x -e
-x .
(Ⅰ)证明:f (x )的导数f '(x )≥2;(Ⅱ)若对所有x ≥0都有f (x )≥ax ,求a 的取值范围.
例5.(2019北京四中期中考试)已知函数.
,31)(23R a ax x e
x f x ∈---=(1)当0=a 时,证明:当0≥x 时,0)(≥x f ;(2)当0≥x 时,0)(≥x f 恒成立,求a 的取值范围.
例6.(全国2卷理科22)设函数f (x )=1-e
-x .(1)证明:当x >-1时,f (x )≥
1+x x
;(2)若当x ≥0时,f (x )≤ax x +1,求实数a 的取值范围.
ln 1a x b x x
++,曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程为230x y +-=.
(Ⅰ)求a ,b 的值;
(Ⅱ)证明:当0x >,且1x ≠时,ln ()1
x f x x >-.]2
π,其中a 为常数.(1)若函数)(x f 在2,0[π上是单调函数,求实数a 的取值范围;(2)当1≤a 时,证明:361)(x x f ≤.例8.(2020届鄂东南联考)已知函数f (x )=ax -sin x ,x ∈[0,
例7.(新课标)已知函数f (x )=
A.21x e x x ++
2
11124
x x <-+C.21cos 12x x - D.2
1ln(1)8x x x
+- 312cos 2x x x ++.当[]0,1x ∈时,例9.(辽宁理12)若x ∈[0,+∞),则下列不等式恒成立的是(
)例10.(辽宁理21)已知函数f (x )=(1+x )e -2x ,g (x )=ax +(1)求证:1-x ≤f (x )≤1+1
x ;
(2)若f (x )≥g (x )恒成立,求实数a 的取值范围.。