小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com第三课时构造函数证明不等式题型一移项构造函数证明不等式例1已知函数f(x)=ex-3x+3a(e为自然对数的底数,a∈R).(1)求f(x)的单调区间与极值;(2)求证:当a>ln,且x>0时,>x+-3a.(1)解由f(x)=ex-3x+3a,x∈R,知f′(x)=ex-3,x∈R.令f′(x)=0,得x=ln3,于是当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:x(-∞,ln3)ln3(ln3,+∞)f′(x)-0+f(x)极小值故f(x)的单调递减区间是(-∞,ln3),单调递增区间是(ln3,+∞),f(x)在x=ln3处取得极小值,极小值为f(ln3)=eln3-3ln3+3a=3(1-ln3+a),无极大值.(2)证明待证不等式等价于ex>x2-3ax+1,设g(x)=ex-x2+3ax-1,x>0,于是g′(x)=ex-3x+3a,x>0.由(1)及a>ln=ln3-1知g′(x)的最小值为g′(ln3)=3(1-ln3+a)>0.于是对任意x>0,都有g′(x)>0,所以g(x)在(0,+∞)内单调递增.于是当a>ln=ln3-1时,对任意x∈(0,+∞),都有g(x)>g(0).而g(0)=0,从而对任意x∈(0,+∞),g(x)>0.即ex>x2-3ax+1,故>x+-3a.感悟提升待证不等式的两边含有同一个变量时,一般地,可以直接构造“左减右”或“右减左”的函数,利用导数研究其单调性等相关函数性质证明不等小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com式.训练1证明:当x>1时,x2+lnx<x3.证明设g(x)=x3-x2-lnx,则g′(x)=2x2-x-,因为当x>1时,g′(x)=>0,所以g(x)在(1,+∞)上是增函数,所以当x>1时,g(x)>g(1)=>0,所以当x>1时,x2+lnx<x3.题型二分拆函数法证明不等式例2证明:对一切x∈(0,+∞),都有lnx>-成立.证明问题等价于证明xlnx>-(x∈(0,+∞)).设f(x)=xlnx,f′(x)=1+lnx,易知x=为f(x)的唯一极小值点,则f(x)=xlnx(x∈(0,+∞))的最小值是-,当且仅当x=时取到.设m(x)=-(x∈(0,+∞)),则m′(x)=,由m′(x)<0,得x>1时,m(x)单调递减;由m′(x)>0得0<x<1时,m(x)单调递增,易知m(x)max=m(1)=-,当且仅当x=1时取到.从而对一切x∈(0,+∞),xlnx≥-≥-,两个等号不同时取到,所以对一切x∈(0,+∞)都有lnx>-成立.感悟提升1.若直接求导后导数式比较复杂或无从下手时,可将待证式进行变形,构造两个函数,从而找到可以传递的中间量,达到证明的目标.在证明过程中,等价转化是关键,此处g(x)min≥f(x)max恒成立,从而f(x)≤g(x)恒成立.2.等价变形的目的是求导后简单地找到极值点,一般地,ex与lnx要分离,常构造xn与lnx,xn与ex的积、商形式.便于求导后找到极值点.训练2(2022·百校大联考)已知函数f(x)=elnx-ax(x∈R).(1)讨论函数f(x)的单调性;(2)当a=e时,证明:xf(x)-ex+2ex≤0.(1)解f′(x)=-a(x>0),①若a≤0,则f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上单调递增;②若a>0,则当0<x<时,f′(x)>0;当x>时,f′(x)<0,∴f(x)在上单调递增,在上单调递减.小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com综上,当a≤0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增;当a>0时,f(x)在上单调递增,在上单调递减.(2)证明法一 x>0,∴只需证f(x)≤-2e,当a=e时,由(1)知,f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,∴f(x)max=f(1)=-e.记g(x)=-2e(x>0),则g′(x)=,∴当0<x<1时,g′(x)<0,当x>1时,g′(x)>0,故g(x)在(0,1)上单调递减;在(1,+∞)上单调递增,∴g(x)min=g(1)=-e.综上,当x>0时,f(x)≤g(x),即f(x)≤-2e,即xf(x)-ex+2ex≤0.法二由题意知,即证exlnx-ex2-ex+2ex≤0,从而等价于lnx-x+2≤.设函数g(x)=lnx-x+2,则g′(x)=-1.∴当x∈(0,1)时,g′(x)>0,当x∈(1,+∞)时,g′(x)<0,故g(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,从而g(x)在(0,+∞)上的最大值为g(1)=1.设函数h(x)=,则h′(x)=.∴当x∈(0,1)时,h′(x)<0,当x∈(1,+∞)时,h′(x)>0...