1、第3课时利用导数证明不等式构造法证明不等式已知函数f(x)exax(e为自然对数的底数,a为常数)的图象在点(0,1)处的切线斜率为1(1)求a的值及函数f(x)的极值;(2)求证:当x0时,x2ex(1)解:f(x)exa,因为f(0)11a,所以a2,所以f(x)ex2x,f(x)ex2令f(x)0,解得xln 2当xln 2时,f(x)ln 2时,f(x)0,函数f(x)单调递增所以当xln 2时,函数f(x)取得极小值,为f(ln 2)22ln 2,无极大值(2)证明:令g(x)exx2,则g(x)ex2x由(1)可得g(x)f(x)f(ln 2)0,所以g(x)在R上单调递增,因此,
2、当x0时,g(x)g(0)10,所以x20,f(x)单调递增,当x时,f(x)0,f(x)单调递增(2)证明:注意到f(x)sin2(x)sin2(x)sin2xsin 2xf(x),故函数f(x)是周期为的函数,结合(1)的结论,计算可得:f(0)f()0,F ,F ,据此可得:f(x)max,f(x)min,即|f(x)|(3)证明:结合(2)的结论有:sin2xsin22xsin24xsin22nxsin 3xsin 32xsin 34xsin 32nxsin x(sin2xsin 2x)(sin22xsin 4x)(sin22n1xsin 2nx)sin22nx对于一些不等式,直接构造
3、函数不易求最值,可以利用条件及不等式的性质,适当放缩后,再构造函数进行证明常见放缩不等式如下:(1)ex1x,当且仅当x0时取等号(2)exex,当且仅当x1时取等号(3)当x0时,ex1xx2 ,当且仅当x0时取等号(4)当x0时,exx21, 当且仅当x0时取等号(5)ln xx1x2x,当且仅当x1时取等号(6)当x1时,ln x,当且仅当x1时取等号已知函数f(x)aln(x1),其中a是正实数证明:当x2时,f(x)0,g(x)是增函数,当x(1,)时,g(x)2时,ln(x1)0,所以aln(x1)a(x2)要证f(x)ex(a1)x2a,只需证aln(x1)ex(a1)x2a,只需证a(x2)0对任意的x2恒成立令h(x)exx,x2,则h(x)ex1因为x2,所以h(x)0恒成立,所以h(x)在(2,)上单调递增,所以h(x)h(2)e240,所以当x2时,f(x)0),即证(x2)ex2(x0)令g(x)(x2)ex2,g(x)(x1)ex2,于是g(x)在(0,1)上是减函数,在(1,)上是增函数,所以g(x)g(1)(x1时取等号)再令h(x),则h(x),于是h(x)在(0,e)上是增函数,在(e,)上是减函数,所以h(x)h(e)(xe时取等号)又g(x)与h(x)等于时x的取值不同,所以g(x)h(x),即f(x)0