1、第四课时利用导数研究不等式恒成立求参数范围问题【例1】(2020届四川五校联考)已知函数f(x)aln xx2(a2)x.(1)当a4时,求函数f(x)的单调递增区间;(2)当a0时,对于任意的x1,),不等式f(x)1a2恒成立,求实数a的取值范围解(1)当a4时,f(x)4ln xx26x,f(x)2x6.令f(x)0,解得x2或0x1.f(x)的单调递增区间为(0,1,2,)(2)令g(x)f(x)a21(x1),则g(x)f(x)2x(a2)(x1)当01,即0a2时,g(x)0(当且仅当x1时取等号)g(x)在1,)上单调递增,g(x)ming(1)a2a2(a2)(a1)1,即a2
2、时,g(x)在上单调递减,在上单调递增g(x)mingaln a1,令h(x)xlnx1(x2),则h(x)lnx.当x2时,h(x)0,h(x)在(2,)上单调递增,h(x)h(2)0.g(x)g0恒成立,满足题意综上所述,实数a的取值范围为(2,)名师点津(1)利用分离参数法来确定不等式f(x,)0(xD,为实参数)恒成立问题中参数取值范围的基本步骤:将参数与变量分离,化为f1()f2(x)或f1()f2(x)的形式;求f2(x)在xD时的最大值或最小值;解不等式f1()f2(x)max或f1()f2(x)min,得到的取值范围(2)不等式恒成立问题的基本类型类型1:任意x,使得f(x)0
3、,只需f(x)min0;类型2:任意x,使得f(x)0,只需f(x)maxk,只需f(x)mink;类型4:任意x,使得f(x)k,只需f(x)maxg(x),只需h(x)minf(x)g(x)min0;类型6:任意x,使得f(x)g(x),只需h(x)maxf(x)g(x)max0.|跟踪训练|1已知函数f(x)axxln x(aR)(1)若函数f(x)在区间e,)上为增函数,求a的取值范围;(2)当a1且kZ时,不等式k(x1)f(x)在x(1,)上恒成立,求k的最大值解:(1)f(x)定义域为(0,),f(x)aln x1,由题意,知f(x)0在e,)上恒成立,即ln xa10在e,)上
4、恒成立,即a(ln x1)在e,)上恒成立,而(ln x1)max(ln e1)2,a2,即a的取值范围为2,)(2)当a1时,f(x)xxln x,x(1,),原不等式可化为k,即k1恒成立令g(x),则g(x).令h(x)xln x2(x1),则h(x)10,h(x)在(1,)上单调递增h(3)1ln 30,存在x0(3,4)使h(x0)0,即g(x0)0.即当1xx0时,h(x)0,即g(x)x0时,h(x)0,即g(x)0.g(x)在(1,x0)上单调递减,在(x0,)上单调递增由h(x0)x0ln x020,得ln x0x02,g(x)ming(x0)x0(3,4),k0)(1)若函
5、数f(x)在(1,)上是减函数,求实数a的最小值;(2)若x1,x2e,e2,使f(x1)f(x2)a成立,求实数a的取值范围解(1)因为f(x)在(1,)上为减函数,所以f(x)a0在(1,)上恒成立所以当x(1,)时,f(x)max0.又f(x)aa,故当,即xe2时,f(x)maxa,所以a0,故a,所以a的最小值为.(2)“若x1,x2e,e2,使f(x1)f(x2)a成立”等价于当xe,e2时,有f(x)minf(x)maxa,当xe,e2时,有f(x)maxa,即f(x)maxa,问题等价于:“当xe,e2时,有f(x)min”当a时,f(x)在e,e2上为减函数,则f(x)min
6、f(e2)ae2,故a.当0a时,由于f(x)a在e,e2上为增函数,故f(x)的值域为f(e),f(e2),即.由f(x)的单调性和值域知,存在唯一x0(e,e2),使f(x0)0,且满足:当x(e,x0)时,f(x)0,f(x)为增函数所以f(x)minf(x0)ax0,x0(e,e2)所以a,与0a矛盾,舍去综上,实数a的取值范围为a.名师点津存在型不等式成立主要是转化为最值问题,如存在x1,x2a,b使f(x1)g(x2)成立f(x)ming(x)max,转化为最值问题求解|跟踪训练|2(2019届贵州适应性考试)已知函数f(x)axex(aR),g(x).(1)求函数f(x)的单调区间;(2)x0(0,),使不等式f(x)g(x)ex成立,求a的取值范围解:(1)因为f(x)aex,xR.当a0时,f(x)0时,令f(x)0得xln a.由f(x)0,得f(x)的单调递增区间为(,ln a);由f(x)0,得f(x)的单调递减区间为(ln a,)(2)因为x0(0,),使不等式f(x)g(x)ex,则ax,即a.令h(x),则问题转化为ah(x)max,因为h(x),令h(x)0,则x.当x在区间(0,)内变化时,h(x),h(x)的变化情况如下表:x(0,)(,)h(x)0h(x)单调递增极大值单调递减由上表可知,当x时,函数h(x)有极大值,即最大值为.所以a.