考前归纳总结:导数中的不等式证明问题

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高考中利用导数证明不等式的一些策略

高考中利用导数证明不等式的一些策略

高考中利用导数证明不等式的一些策略1与lnx分开来考虑,即将f(x)分解为两个函数的和:f(x)=lnx+2ex-1.然后分别对这两个函数求导,得到f'(x)=1/x+2ex>0,说明f(x)在定义域上单调递增,且f(0)=1,因此f(x)>1成立。

评注:对于这种需要分离成两个函数的不等式,可以先观察不等式的特征,尝试将其分解为两个函数的和或差,然后分别对这些函数求导来证明不等式。

类型三、需要构造辅助函数的不等式1.利用辅助函数构造上下界例3(2016年全国卷1第23题改编)已知a,b,c>0,证明:(a+b+c)(1/a+1/b+1/c)≥9分析:将(a+b+c)(1/a+1/b+1/c)展开,得到a/b+b/a+a/c+c/a+b/c+c/b+3≥9.观察不等式中的每一项,可以发现这些项都可以表示为三个数的和,因此可以构造辅助函数f(x)=ln(x)+1/x-1,然后对f(x)求导,得到f'(x)=1/x^2-1,f'(x)>0当且仅当x1,因此f(x)在(0,1)和(1,∞)上分别是减函数和增函数。

接着,将a/b+b/a+a/c+c/a+b/c+c/b分别表示为f(ab)+f(ac)+f(bc)+3,然后应用均值不等式,得到f(ab)+f(ac)+f(bc)≥3f((abc)^(2/3))=3ln(abc)+3/(abc)^(2/3)-3.将此式代入原不等式中,得到3ln(abc)+3/(abc)^(2/3)≥6,即ln(abc)+(1/3)/(abc)^(2/3)≥2/3.再次利用辅助函数,构造g(x)=lnx+(1/3)x^(-2/3)-2/3,对其求导得到g'(x)=1/x-(2/9)x^(-5/3),g'(x)>0当且仅当x9/4,因此g(x)在(0,9/4)和(9/4,∞)上分别是减函数和增函数。

由于a,b,c>0,因此abc>0,因此可将不等式中的abc替换为x,得到g(abc)≥0,即ln(abc)+(1/3)/(abc)^(2/3)-2/3≥0,即ln(abc)+(1/3)/(abc)^(2/3)≥2/3,因此原不等式成立。

高中数学:利用导数证明不等式的常见题型

高中数学:利用导数证明不等式的常见题型

利用导数证明不等式的常见题型题型一构造函数法把不等式的证明转化为利用导数研究函数的单调性或求最值的问题,从而证明不等式,而如何根据不等式的结构特征构造一个可导函数是利用导数证明不等式的关键.这四道题比较简单,证明过程略.概括而言,这四道题证明的过程分三个步骤:一是构造函数;二是对函数求导,判断函数的单调性;三是求此函数的最值,得出结论.【启示】证明分三个步骤:一是构造函数;二是对函数求导,判断函数的单调性;三是求此函数的最值,得出结论。

题型二通过对函数的变形,利用分析法,证明不等式【启示】解答第一问用的是分离参数法,解答第二问用的是分析法、构造函数,对函数的变形能力要求较高,大家应记住下面的变形:题型三求最值解决任意、存在性变量问题解决此类问题,关键是将问题转化为求函数的最值问题,常见的有下面四种形式:题型四分拆成两个函数研究【注意】(2)如果按题型一的方法构造函数求导,会发现做不下去,只好半途而废,所以我们在做题时需要及时调整思路,改变思考方向.【启示】掌握下列八个函数的图像和性质,对我们解决不等式的证明问题很有帮助,这八个函数分别为要求会画它们的图像,以后见到这种类型的函数,就能想到它们的性质题型五设而不求当函数的极值点(最值点)不确定时,可以先设出来,只设不解,把极值点代入,求出最值的表达式而证明.【启示】设而不求,整体代换是一种常用的方法,在解析几何中体现很多.在本例第(2)问中,只设出了零点而没有求出零点,这是一种非常好的方法,同学们一定要认真体会,灵活应用.题型六估值法题型七利用图象的特点,证明不等式题型八证明数列不等式题型九利用放缩法证明不等式【注意】在解决第(2)问时,用构造函数法证不出来,又试着分开两个函数仍然不行,正当我一筹莫展时,忽然想到与第一问题的切线联系,如果左边的函数的图像在切线的上方,右边函数的图像在切线的下方,这样问题不就得证了吗?心里非常高兴,马上付诸行动。

导数证明不等式的方法介绍

导数证明不等式的方法介绍

导数证明不等式的方法介绍导数证明不等式的方法介绍利用导数是可以证明很多定律的,比如不等式之类的。

下面就是店铺给大家整理的利用导数证明不等式内容,希望大家喜欢。

利用导数证明不等式方法11.当x>1时,证明不等式x>ln(x+1)设函数f(x)=x-ln(x+1)求导,f(x)'=1-1/(1+x)=x/(x+1)>0所以f(x)在(1,+无穷大)上为增函数f(x)>f(1)=1-ln2>o所以x>ln(x+12..证明:a-a^2>0 其中0F(a)=a-a^2F'(a)=1-2a当00;当1/2因此,F(a)min=F(1/2)=1/4>0即有当003.x>0,证明:不等式x-x^3/6先证明sinx因为当x=0时,sinx-x=0如果当函数sinx-x在x>0是减函数,那么它一定<在0点的值0,求导数有sinx-x的导数是cosx-1因为cosx-1≤0所以sinx-x是减函数,它在0点有最大值0,知sinx再证x-x³/6对于函数x-x³/6-sinx当x=0时,它的值为0对它求导数得1-x²/2-cosx如果它<0那么这个函数就是减函数,它在0点的值是最大值了。

利用导数证明不等式方法2要证x²/2+cosx-1>0 x>0再次用到函数关系,令x=0时,x²/2+cosx-1值为0再次对它求导数得x-sinx根据刚才证明的当x>0 sinxx²/2-cosx-1是减函数,在0点有最大值0x²/2-cosx-1<0 x>0所以x-x³/6-sinx是减函数,在0点有最大值0得x-x³/6利用函数导数单调性证明不等式X-X²>0,X∈(0,1)成立令f(x)=x-x² x∈[0,1]则f'(x)=1-2x当x∈[0,1/2]时,f'(x)>0,f(x)单调递增当x∈[1/2,1]时,f'(x)<0,f(x)单调递减故f(x)的最大值在x=1/2处取得,最小值在x=0或1处取得f(0)=0,f(1)=0故f(x)的最小值为零故当x∈(0,1)f(x)=x-x²>0。

利用导数证明不等式的常见题型及解题技巧

利用导数证明不等式的常见题型及解题技巧

利用导数证明不等式的常见题型及解题技巧利用导数证明不等式的常见题型及解题技巧趣题引入已知函数 设,证明:分析:主要考查利用导数证明不等式的能力。

证明:,设 当时 ,当时 ,即在上为减函数,在上为增函数∴,又 ∴,即 设 当时,,因此在区间上为减函数;因为,又 ∴,即 故综上可知,当 时,本题在设辅助函数时,考虑到不等式涉及的变量是区间的两个端点,因此,设辅助函数时就把其中一个端点设为自变量,范例中选用右端点,读者不妨设为左端点试一试,就能体会到其中的奥妙了。

技巧精髓一、利用导数研究函数的单调性,再由单调性来证明不等式是函数、导数、不等式综合中的一个难点,也是近几年高考的热点。

二、解题技巧是构造辅助函数,把不等式的证明转化为利用导数研究函数的单调性或求最值,从而证得不等式,而如何根据不等式的结构特征构造一个x x x g ln )(=b a <<02ln )(2(2)()(0a b b a b g a g -<+-+<1ln )(+='x x g )2(2)()()(x a g x g a g x F +-+=2ln ln )2()(21)2(2)()(''''x a x x a g x g x a g x g x F +-=+-=⨯+-='a x <<00)(<'x F a x >0)(>'x F )(x F ),0(a x ∈),(+∞∈a x 0)()(min ==a F x F a b >0)()(=>a F b F 0)2(2)()(>+-+b a g b g a g 2ln )(2(2)()()(a x x a g x g a g x G --+-+=)ln(ln 2ln 2ln ln )(x a x x a x x G +-=-+-='∴0>x 0)('<x G )(x G ),0(+∞0)(=a G a b >0)()(=<a G b G 02ln )()2(2)()(<--+-+a x x a g x g a g 2ln )()2(2)()(a x x a g x g a g -<+-+b a <<02ln )()2(2)()(0a b b a b g a g -<+-+<可导函数是用导数证明不等式的关键。

导数在证明不等式中的有关应用

导数在证明不等式中的有关应用

导数在证明不等式中的有关应用1.最值的判定导数可以帮助我们判断一个函数在其中一区间的最值。

具体来说,如果在一个区间内,函数的导数恒为零或者导数的正负性在其中一点发生变化,那么在该区间内函数的最值就会出现。

例如,考虑函数$f(x)=x^2-4x+3$。

我们可以通过求取导数$f'(x)=2x-4$,并令其等于零,得到$x=2$。

通过检查导数的符号,可以确认在$x<2$时导数为负,$x>2$时导数为正。

因此,在$x<2$时,函数的导数为负,说明函数在这个区间上是递减的;而在$x>2$时,函数的导数为正,说明函数在这个区间上是递增的。

因此,根据导数的正负性和最值判定原则,我们可以得出结论:函数$f(x)$在区间$(-\infty,2)$上单调递减,在区间$(2,+\infty)$上单调递增。

进一步,我们可以求得函数的最值,即当$x=2$时,函数取得最小值。

因此,我们得到了函数$f(x)$的最值以及最值的取值点。

2.利用导数证明不等式的成立导数可以被用来证明各种类型的不等式。

其中一个常见的方法是使用导数的定义和可微函数的局部性质。

考虑函数$f(x)$在闭区间$[a,b]$上有定义且在开区间$(a,b)$内可微。

如果在$(a,b)$内存在一个点$c$,使得$f'(c)>0$,那么基于导数的定义,我们可以得出结论:对于任意的$x \in (a,b)$,都有$f'(x)>0$。

这意味着$f(x)$在$(a,b)$内是单调递增的。

我们可以进一步得出结论:对于任意的$x \in [a,b]$,都有$f'(x) \geq f'(a)$。

因此,我们可以断定$f(x)$在闭区间$[a,b]$上是凸函数。

根据凸函数的性质,我们可以利用函数的凸性证明各种类型的不等式。

例如,我们可以证明对于任意的$x>0$和$y>0$,成立如下的不等式:$\frac{1}{x}+\frac{1}{y} \geq \frac{4}{x+y}$。

利用导数证明不等式的四种常用方法

利用导数证明不等式的四种常用方法

利用导数证明不等式的四种常用方法方法一:使用函数的单调性如果函数f(x)在区间[a,b]上单调递增(或递减),则对于任意的x1,x2∈[a,b],有f(x1)≤f(x2)(或f(x1)≥f(x2))。

举例说明:证明当x>0时,e^x>1+x。

我们考虑函数f(x)=e^x-(1+x),取f'(x)=e^x-1、如果f'(x)≥0,则f(x)在x>0上单调递增,且f(x)在x=0处取到最小值。

通过计算可得f'(x)≥0,所以f(x)在x>0上单调递增,即e^x-(1+x)≥0。

即e^x>1+x。

方法二:使用函数的极值点如果函数f(x)在一些点x0处取得极小值(或极大值),则该点附近的函数值也有相应的性质。

举例说明:证明(1+x)^n > 1+nx,其中n为自然数。

我们考虑函数f(x) = (1+x)^n - (1+nx),取f'(x) = n(1+x)^(n-1) - n。

令f'(x) = 0,可得x = -1/(n-1)。

我们先考虑x ∈ (-∞, -1/(n-1)),在此区间上f'(x) > 0,所以f(x)在此区间上单调递增。

当x < -1/(n-1)时,有f(x) > f(-1/(n-1)) = 0。

所以在此区间上(1+x)^n > 1+nx。

同理可得,当x ∈ (-1/(n-1), +∞)时,也有(1+x)^n > 1+nx。

方法三:使用函数的凹凸性如果函数f(x)在一些区间上是凹的(或凸的),则函数的函数值也有相应的性质。

举例说明:证明当a>0时,有√a≤(a+1)/2我们考虑函数f(x) = √x,取f''(x) = -x^(-3/2)。

我们知道,当f''(x)≥0时,函数f(x)在该区间上为凹函数。

计算可得f''(x)≥0,所以f(x)在[0, +∞)上为凹函数。

利用导数证明不等式的几种策略

利用导数证明不等式的几种策略

利用导数证明不等式的几种策略导数在数学中起着至关重要的作用,不仅可以用来求函数的极值点和拐点,还可以用来证明不等式。

在证明不等式时,我们可以利用导数的性质来进行推导。

下面将介绍几种利用导数证明不等式的策略。

1.利用单调性证明不等式对于一个给定的函数,在其定义域内,如果函数在一段区间上是单调递增或者单调递减的,则可以利用该函数的导数证明一些不等式。

例如,我们要证明对于任意正实数x,有ln(x+1) < x。

我们可以设函数f(x) = x - ln(x+1),然后计算导数f'(x) = 1 - 1/(x+1)。

观察导数的符号可以发现,当x > 0时,导数f'(x) < 0,即函数f(x)在x > 0上是单调递减的。

因此,我们可以得出结论:ln(x+1) < x 对于任意正实数x成立。

2.利用极值点证明不等式对于一个给定的函数,如果该函数在一些点处取得极大值或者极小值,我们可以通过证明该极值点处的函数值与其他点处的函数值之间的关系,来证明不等式。

例如,我们要证明对于任意非负实数x,有x^3-3x^2+1>=0。

我们可以设函数f(x)=x^3-3x^2+1,然后计算导数f'(x)=3x^2-6x。

观察导数的零点可以发现,f'(x)=0时,x=0或者x=2,即函数f(x)在x=0和x=2处取得极小值或者极大值。

进一步计算f(0)=1和f(2)=-1可以发现,f(0)是函数f(x)在其定义域内的最小值。

因此,我们可以得出结论:x^3-3x^2+1>=0对于任意非负实数x成立。

3.利用泰勒展开证明不等式对于一个给定的函数,在一些点的邻域内,我们可以使用该函数的泰勒展开式来近似表示该函数。

通过比较泰勒展开式的高阶项可以得出一些不等式。

例如,我们要证明对于任意正实数x,有e^x>x^2、我们可以使用泰勒展开式来近似表示函数e^x和函数x^2,在x=0处进行展开。

导数不等式证明方法总结

导数不等式证明方法总结

导数不等式证明方法总结
导数不等式证明方法是数学中的一个重要概念,它可以用于求解各种函数的最大值、最小值、单调性等问题。

下面就导数不等式证明方法进行一些总结。

首先,我们需要知道导数的概念。

导数是函数在某一点处的变化率,它可以用极限的形式表示。

如果函数f(x)在点x0处可导,则它的导数为f'(x0),它表示函数在点x0处的斜率。

其次,我们需要掌握导数的性质。

导数的性质包括:连续性、单调性、中值定理等。

其中,连续性表示函数在某一点处可导当且仅当函数在该点处连续。

单调性表示函数单调递增当且仅当导数非负;函数单调递减当且仅当导数非正。

中值定理则表示函数在一段区间内必定存在一个点,使得该点处的导数等于该区间的平均导数。

接着,我们需要学习导数不等式的一般形式。

导数不等式是指一种基于导数性质的数学不等式。

它通常具有以下形式:若函数f(x)在区间[a,b]上具有一阶导数,则对于任意x∈[a,b],都有f(x)≤f(a)+(x-a)f'(a),或者f(x)≥f(a)+(x-a)f'(a)。

最后,我们需要掌握导数不等式的具体应用。

导数不等式常用于求解各种复杂函数的最值问题。

例如,我们可以通过导数不等式证明函数在某一区间内的最大值或最小值,并找到达到最值的具体点。

综上所述,导数不等式证明方法是数学中一个非常重要的概念,它可以应用于各种函数的求解问题。

我们需要掌握导数的概念和性质,了解导数不等式的一般形式,并掌握导数不等式的具体应用。

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导数中的不等式证明问题
一、常见基本题型:
(1) 结合问题之间的联系,利用函数的单调性证明;
(2) 构造新的函数,求导,结合函数的单调性去证。

例1:已知函数()ln f x x =,21()22g x x x =
-. (1)设/()(1)()h x f x g x =+-(其中/()g x 是()g x 的导函数),求()h x 的最大值;
(2)证明: 当0b a <<时,求证:()(2)2b a f a b f a a -+-<
; 解:(1)/()(1)()ln(1)2h x f x g x x x =+-=+-+,1x >-
所以 1()111
x h x x x -'=-=++. 当10x -<<时,()0h x '>;当0x >时,()0h x '<.
因此,()h x 在(1,0)-上单调递增,在(0,)+∞上单调递减. 因此,当0x =时,()h x 取得最大值(0)2h =;
(2)当0b a <<时,102b a a
--<
<. 由(1)知:当10x -<<时,()2h x <,即ln(1)x x +<. 因此,有()(2)ln ln 1222a b b a b a f a b f a a a a +--⎛⎫+-==+< ⎪⎝⎭
. 例2:已知221()ln ,02
f x x a x a =->. (I )求函数f (x )的最小值;
(II )(i )设0t a <<,证明:()()f a t f a t +<-;
(ii )若12()()f x f x =,且12,x x ≠证明:122.x x a +>
解:(Ⅰ)f '(x )=x -a 2x =(x +a )(x -a )x
. 当x ∈(0,a )时,f '(x )<0,f (x )单调递减;
当x ∈(a ,+∞)时,f '(x )>0,f (x )单调递增.
当x =a 时,f (x )取得极小值也是最小值f (a )= 1 2a 2-a 2ln a .
(Ⅱ)(ⅰ)设g (t )=f (a +t )-f (a -t ),则
当0<t <a 时,
g '(t )=f '(a +t )+f '(a -t )=a +t -a 2a +t +a -t -a 2a -t =2at 2
t 2-a 2
<0, 所以g (t )在(0,a )单调递减,g (t )<g (0)=0,
即f (a +t )-f (a -t )<0,
故f (a +t )<f (a -t ). (ⅱ)由(Ⅰ),f (x )在(0,a )单调递减,在(a ,+∞)单调递增,
不失一般性,设0<x 1<a <x 2,
因0<a -x 1<a ,则由(ⅰ),得
f (2a -x 1)=f (a +(a -x 1))<f (a -(a -x 1))=f (x 1)=f (x 2),
又2a -x 1,x 2∈(a ,+∞),
故2a -x 1<x 2,即x 1+x 2>2a .
(3)与数列相结合的问题 例3.设曲线32132
ax y bx cx =++在点x 处的切线斜率为()k x ,且(1)0k -=,对一切实数x ,不等式12()(1)2
x k x x ≤≤+恒成立(0a ≠). (1)求()1k 的值; (2)求函数()k x 的表达式;
(3)求证:11112(1)(2)(3)
()2n k k k k n n ++++>+. 解:(1)2()k x ax bx c =++,()21(21)x k x x ≤≤+,
11(1)(11)12
k ∴≤≤+=, ()11k ∴= (2)1(1)002(1)1112
b k a b
c k a b c a c ⎧=⎧⎧-=-+=⎪⎪⎪⇒∴⎨⎨⎨=++=⎪⎪⎩⎩⎪+=⎩ ()k x x ≥,122
ax x c x ∴++≥ 11120,40,2416ax x c ac ac -+≥∆=-≤∴≥,
又2()1416a c ac +≤=即1111,,1616164ac ac a c ≤≤∴=∴== ()()11112214244
k x x x x ∴=++=+ (3)证明:()()1421k x x =+ .
∴原式()()()444222112131=++++++…()4
21n ++1114222234⎡=+++⎢⎢⎣…()121n ⎤⎥+⎥+⎦ 1114344523⎡>+++⎢⨯⨯⨯⎣…()()112n n ⎤+⎥++⎥⎦
1111114233445
⎛=-+-+-+ ⎝…1112n n ⎫++⎪++⎭ ()2114422222n n n n n ⎛⎫=-=⨯= ⎪+++⎝⎭
针对性练习:
2.已知函数()()ln 3f x a x ax a R =--∈.
(1)当0a <时,求函数()f x 的最小值;
(2)求证:()2,1ln 44ln 33ln 22ln ≥∈<⋅⋅⋅⋅n N n n
n n . 解:(1)当1x =时,函数()f x 的最小值3a --,
(2)令1,a =-此时()ln 3f x x x =-+-∴(1)2f =-
2.已知函数1ln )1()(+-+=x x x b x f ,斜率为1的直线与)(x f 相切于(1,0)点.
(1)求()()ln h x f x x x =-的单调区间; (2)证明:(1)()0x f x -≥.
解:(1)由题意知:1)1(ln )(-++
='x
x x b x f 1,112)1(==-='b b f
()()ln ln 1h x f x x x x x =-=-+
1()1h x x '=-
1()10h x x '=->解得:01x <<;1()10h x x '=-<解得:1x > 所以()h x 在(0,1)上单调递增,在(1,)+∞上单调递减, (2)由(1)知:。

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