等号两边无法求导的导数恒成立求参数范围几种处理方法 常见导数恒成立求参数范围问题有以下常见处理方法: 1、求导之后,将参数分离出来,构造新函数,计算例:已知函数1ln ()xf x x+=. (Ⅰ)若函数在区间1(,)2a a +(其中0a >)上存在极值,求实数a 的取值范围;(Ⅱ)如果当1x ≥时,不等式()1kf x x ≥+恒成立,求实数k 的取值范围;解:(Ⅰ)因为1ln ()x f x x +=,0x > ,则ln ()xf x x'=-, … 1分 当01x <<时,()0f x '>;当1x >时,()0f x '<. 所以()f x 在(0,1)上单调递增;在(1,)+∞上单调递减, 所以函数()f x 在1x =处取得极大值.… 2分因为函数()f x 在区间1(,)2a a +(其中0a >)上存在极值, 所以1,112a a <⎧⎪⎨+>⎪⎩ 解得1 1.2a << … 4分(Ⅱ)不等式()1k f x x ≥+,即为(1)(1ln ),x x k x ++≥ 记(1)(1ln )(),x x g x x++= 所以22[(1)(1ln )](1)(1ln )ln (),x x x x x x xg x x x '++-++-'==… 6分令()ln ,h x x x =-则1()1h x x'=-,1,()0.x h x '≥∴≥()h x ∴在[1,)+∞上单调递增,min [()](1)10h x h ∴==>,从而()0g x '>故()g x 在[1,)+∞上也单调递增,min [()](1)2g x g ∴==,所以2k ≤ …8分2、直接求导后对参数展开讨论,然后求出含参最值,从而确定参数范围 例题:设,其中.(1)若有极值,求的取值范围; (2)若当,恒成立,求的取值范围.解:(1)由题意可知:,且有极值,则有两个不同的实数根,故,解得:,即(4分)(2)由于,恒成立,则,即(6分)由于,则① 当时,在处取得极大值、在处取得极小值, 则当时,,解得:; (8分)② 当时,,即在上单调递增,且,则恒成立; (10分)③ 当时,在处取得极大值、在处取得极小值, 则当时,,解得:综上所述,的取值范围是:但是对于导数部分的难题,上述方法不能用时,我们得另辟蹊径:一、分开求左右最值:1、已知函数x x x f ln )(=。
(1)求函数)(x f 在[])0(2,>+t t t 上的最小值;(2)求证:对一切()+∞∈,0x ,都有exe x x 21ln ->解(1)1ln )(+='x x f ,令0)(='x f ,得ex 1=,当)1,0(ex ∈时,)(,0)(x f x f <'单减;当),1(+∞∈ex 时,)(,0)(x f x f >'单增。
(2分)∴>0t ① 当e t 10<<时,)(x f 在⎪⎭⎫⎢⎣⎡e t 1,上单减,在⎥⎦⎤⎝⎛+2,1t e 上单增,所以e ef x f 1)1()(min -==;(4分) ② 当et 1≥时,)(x f 在[]2,+t t 上单增,所以t t t f x f ln )()(min ==。
(6分)(2)要证原命题成立,需证:)0(2)(>->x e ex x f x成立。
设e e x x g x 2)(-=,则xe xx g -='1)(,令0)(='x g 得1=x ,当)1,0(∈x 时,)(,0)(x g x g >'单增;当),1(+∞∈x 时,)(,0)(x g x g <'单减,所以当1=x 时,ex g 1)(max -=。
(9分)又由(1)得)(x f 在)1,0(e 上单减,在),1(+∞e 上单增,所以当e x 1=时,ex f 1)(min -=,又)()(),1(10)1(x g x f g ef >∴=->= ,(11分)所以对一切),0(+∞∈x ,都有ex ex x21ln ->成立。
(12分) 2、设函数,记,若函数至少存在一个零点,则实数的取值范围是 .设,令,,发现函数在上都单调递增,在上都单调递减,于是函数在上单调递增,在上单调递减,所以当时,所以函数有零点需满足,即.二、适当处理后能够简化运算:3(2014)()=xlnx g(x)=k(x-1)()=g(x),k f x f x 、年一测已知函数,(1)若>求的范围.⑴解:注意到函数()f x 的定义域为(0,)+∞, 所以()()f x g x ≥恒成立()()f xg x x x⇔≥恒成立, 设(1)()ln (0)k x h x x x x-=->,则221()k x kh x x x x-'=-=, ------------2分 当0k ≤时,()0h x '>对0x >恒成立,所以()h x 是(0,)+∞上的增函数, 注意到(1)0h =,所以01x <<时,()0h x <不合题意.-------4分 当0k >时,若0x k <<,()0h x '<;若x k >,()0h x '>. 所以()h x 是(0,)k 上的减函数,是(,)k +∞上的增函数,故只需min ()()ln 10h x h k k k ==-+≥. --------6分 令()ln 1(0)u x x x x =-+>, 11()1xu x x x-'=-=, 当01x <<时,()0u x '>; 当1x >时,()0u x '<. 所以()u x 是(0,1)上的增函数,是(1,)+∞上的减函数. 故()(1)0u x u ≤=当且仅当1x =时等号成立. 所以当且仅当1k =时,()0h x ≥成立,即1k =为所求.三、放缩后,求参数范围4、设函数2()1xf x e x ax =---。
(1) 若0a =,求()f x 的单调区间; (2) 若当0x ≥时()0f x ≥,求a 的取值范围 (1)0a =时,()1xf x e x =--,'()1xf x e =-.当(,0)x ∈-∞时,'()0f x <;当(0,)x ∈+∞时,'()0f x >.故()f x 在(,0)-∞单调减少,在(0,)+∞单调增加(II )'()12xf x e ax =--由(I )知1xe x ≥+,当且仅当0x =时等号成立.故'()2(12)f x x ax a x ≥-=-,从而当120a -≥,即12a ≤时,'()0 (0)f x x ≥≥,而(0)0f =, 于是当0x ≥时,()0f x ≥. 由1(0)xe x x >+≠可得1(0)xe x x ->-≠.从而当12a >时,'()12(1)(1)(2)x x x x x f x e a e e e e a --<-+-=--,故当(0,ln 2)x a ∈时,'()0f x <,而(0)0f =,于是当(0,ln 2)x a ∈时,()0f x <.综合得a 的取值范围为1(,]2-∞.5、(2014年二测)()(1)()(2)01()(),k x f x xe f x kx f x f x-=<<>已知求的和极值,求取值范解(Ⅰ)由题知()(1)()R x f x x e x -'=-∈,当()0f x '>时,1x <,当()0f x '<时,1x >,----3分所以函数()f x 的增区间为(,1)-∞,减区间为(1,)+∞,其极大值为1(1)f e=,无极小值.-----------5分(Ⅱ)由题知01x <<, 当0k ≤时,因为01kx x≤<<,由⑴知函数在(,1)-∞单调递增,所以()()kf x f x>,符合题意;-------7分当01k <<时,取x k =,可得()(1)f k f >,这与函数在(,1)-∞单调递增不符;9分当1k ≥时,因为11k x x≥>,由⑴知函数()f x 在(1,)+∞单调递减, 所以1()()k f f x x ≤,即只需证1()()f x f x>,即证11xx xe e x -->,即1ln ln x x x x ->--,12ln 0x x x -+>,令1()2ln (01)h x x x x x=-+<<, 则222221(1)()0x x x h x x x -+--'==-<对01x <<恒成立, 所以()h x 为(0,1)上的减函数,所以()(1)0h x h >=,所以()()kf x f x>,符合题意.-------11分综上:(,0][1,)k ∈-∞+∞为所求.------------12分6、(2013年辽宁)已知函数()()()[]321,12cos .0,12e xx f x x g x ax x x x -=+=+++∈当时,(I)求证:()11-;1x f x x≤≤+ (II)若()()f x g x ≥恒成立,求实数a 取值范 第一问略:。