1、导数在研究函数中的应用3利用导数研究不等式成立1、设函数在及时取得极值。(1)求、的值;(2)若对于任意的,都有成立,求的取值范围。解:(1),因为函数在及取得极值,则有,即,解得,。(2)由(1)可知,。当时,;当时,;当时,;所以,当时,取得极大值,又,。则当时,的最大值为。因为对于任意的,有恒成立,所以,得或,因此的取值范围为。2、设函数。(1)求的最小值;(2)若,对于恒成立,求实数的取值范围。解:(1),当时,取最小值,即。(2)令,由得,(不合题意,舍去)。当变化时,的变化情况如下表:在内有最大值。在内恒成立等价于在内恒成立,即等价于,所以的取值范围为。3、已知函数,其中。(1)若
2、曲线在点处的切线方程为,求函数的解析式;(2)讨论函数的单调性;(3)若对于任意的,不等式在上恒成立,求的取值范围。解:(1),由导数的几何意义得,于是,由切点在直线上可得,解得,所以函数的解析式为。(2),当时,显然,这时在,内是增函数;当时,令,解得;当变化时,的变化情况如下表:所以在,内是增函数,在,内是减函数。(3)解:由(2)知,在上的最大值为与中的较大者,对于任意的,不等式在上恒成立,当且仅当即对任意的成立,从而得,所以满足条件的的取值范围是。4、设函数,其中。(1)当时,讨论函数的单调性;(2)若函数仅在处有极值,求的取值范围;(3)若对于任意的,不等式在上恒成立,求的取值范围。
3、解:(1);当时,。令,解得,。当变化时,的变化情况如下表:所以在,内是增函数,在,内是减函数。(2),显然不是方程的根;为使仅在处有极值,必须恒成立,即有;解此不等式,得,这时,是唯一极值,因此满足条件的的取值范围是。(3)由条件可知,从而恒成立。当时,;当时,。因此函数在上的最大值是与两者中的较大者。为使对任意的,不等式在上恒成立,当且仅当即在上恒成立;所以,因此满足条件的的取值范围是。5、设函数,其中。(1)若,求曲线在点处的切线方程;(2)是否存在负数,使对一切正数都成立?若存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由。解:(1)由题意可知:当时,则曲线在点处的切线斜率,又曲线在点处的切
4、线的方程为,即。(2)设函数假设存在负数,使得对一切正数都成立。即:当时,的最大值小于等于零。令可得:(舍)当时,单增;当时,单减。所以在处有极大值,也是最大值。,解得:所以负数存在,它的取值范围为:。6、已知函数。()(1)当时,求在区间上的最大值和最小值;(2)若在区间上,函数的图象恒在直线下方,求实数的取值范围。解:(1)当时,;对于,有,在区间上为增函数,。(2)令,则的定义域为在区间上,函数的图象恒在直线下方等价于在区间上恒成立。 若,令,得极值点,当,即时,在上有,此时在区间上是增函数,并且在该区间上有,不合题意;当,即时,同理可知,在区间上,有也不合题意;若,则有,此时在区间上恒有,从而在区间上是减函数;要使在此区间上恒成立,只须满足,由此求得的范围是。综合可知,当时,函数的图象恒在直线下方。