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关于导数论文范文 导数法巧证不等式相关论文写作参考文献

分类:硕士论文 原创主题:导数论文 更新时间:2024-02-14

导数法巧证不等式是适合不知如何写导数方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于求导公式大全论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。

导数是解决函数、不等式等问题的一个利器,利用导数研究函数的单调性,再由单调性证明不等式是导数、函数、不等式综合的一个难点,也是近几年高考的热点.常用的证明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可导函数是用导数证明不等式的关键.

1. 直接利用题目所给函数证明

例1 已知函数[],

求证:[f(x)]≤0.

分析 首先观察函数式,求出其导函数,根据导函数判断其单调性,从而进一步判断[f(x)]和0的大小关系.

证明 由[f(x)等于xcosx-sinx]得,

[f(x)等于cosx-xsinx-cosx等于-xsinx].

因为在区间[(0,π2)]上[f(x)等于-xsinx<0],

所以[f(x)]在区间[[0,π2]]上单调递减.

从而[f(x)]≤[f(0)等于0].

点拨 考查利用导数求函数的单调性及最值的能力.在判断函数单调性的过程中,可能需要对不能直接确定符号的部分构造函数.

2. 结合函数的图象证明

例2 设函数[f(x)等于aexlnx+bex-1x],曲线[y等于f(x)]在点(1,[f(1)])处的切线为[y等于e(x-1)+2].

(1)求[a,b];

(2)证明:[f(x)>1].

分析 (1)对函数求导,再利用导数的几何意义进行求解.(2)分类讨论,转化为利用导数解决函数的单调性、极值问题.

解 (1)[a等于1,b等于2].

(2)由(1)知,[f(x)等于exlnx+2ex-1x],

从而[f(x)>1]等价于[xlnx>xe-x-2e.]

设函数[g(x)等于xlnx],则[g′(x)等于x+lnx].

所以当[x∈0,1e]时,[g′(x)<0];当[x∈1e,+∞]时,[g′(x)>0.]

故[g(x)]在[0,1e]上单调递减,在[1e,+∞]上单调递增.

从而[g(x)]在[0,+∞]上的最小值为[g(1e)等于-1e].

设函数[h(x)等于xe-x-2e],则[h′(x)等于e-x1-x].

所以当[x∈0,1]时,[h′(x)>0];当[x∈1,+∞]时,[h′(x)<0].

故[h(x)]在[0,1]上单调递增,在[1,+∞]上单调递减,

从而[h(x)]在[0,+∞]上的最小值为[h(1)等于-1e].

综上,当[x>0]时,[g(x)>h(x)],即[f(x)>1].

点拨 本题主要考查导数的几何意义、不等式的证明,考查分类讨论思想,意在考查大家的逻辑思维能力及分析问题、解决问题的能力.函数导数解答题中贯穿始终的是数学思想方法,在含有参数的试题中分类和整合思想是必要的,解题时常把不等式问题转化为函数最值问题、把方程的根转化为函数的零点等.

3. 直接作差构造函数证明

例3 已知函数[f(x)等于ex-ax]([a]为常数)的图象和[y]轴交于点[A],曲线[y等于f(x)]在点[A]处的切线斜率为-1.

(1)求[a]的值及函数[f(x)]的极值;

(2)证明:当[x>0]时,[x2

(3)证明:对任意给定的正数[c],总存在[x0],使得当[x∈(x0,+∞)]时,恒有[x2

分析 (1)求[f ′(x)],依题设条件可得[f ′(0)等于-1],从而可得[a]的方程,即可求出[a]的值,然后再求方程[f ′(x)]等于0的根,判断在导数等于0的点的左、右两侧的导数的符号,即可得结论.(2)构造函数,利用函数的单调性来证明不等式. (3)对[c]进行分类讨论,通过构造函数,利用导数法来证明其单调性,进而可得到所求证的结果.

解 (1)由[f(x)等于ex-ax],得[f(x)等于ex-a].

又[f(0)等于1-a等于-1],得[a等于2].

所以[f(x)等于ex-2x,f(x)等于ex-2].

令[f(x)等于0],得[x等于ln2].

当[x

当[x>ln2]时,[f(x)>0,f(x)]单调递增.

所以当[x等于ln2]时,[f(x)]取得极小值,

且极小值为[f(ln2)等于eln2-2ln2等于2-ln4],

[f(x)]无极大值.

(2)证明:令[g(x)等于ex-x2],则[g(x)等于ex-2x].

由(1)得, [g(x)等于f(x)≥f(ln2)等于2-ln4>0],

故[g(x)]在R上单调递增,又[g(0)等于1>0],

所以当[x>0]时,[g(x)≥g(0)>0],即[x2

(3)证明:①若[c≥1],则[ex≤cex].

又由(2)知,当[x>0]时,[x2

故当[x>0]时,[x2

取[x0等于0],当[x∈(x0,+∞)]时,恒有[x2

②若[01],要使不等式[x2kx2]成立.

而要使[ex>kx2]成立,只要[x>ln(kx2)],

只要[x>2lnx+lnk]成立.

令[h(x)等于x-2lnx-lnk],则[h(x)等于1-2x等于x-2x].

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参考文献:

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