12洛必达法则巧解高考压轴题——2024年高中数学导数24个角度模块练习 学案(原卷版+解析版)

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12洛必达法则巧解高考压轴题——2024年高中数学导数24个角度模块练习 学案(原卷版+解析版)

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第12讲 洛必达法则巧解 高考压轴题
知识与方法
数压轴题第2问中,如果是不等式恒成立来求参数的取值范围问题,我们可以用洛必达法则来处理.
先给大家介绍一下什么是洛必达法则:
法则1:若函数和满足下列条件:
(1)及;
(2)在点a的去心邻域内,与可导且;
(3),那么.
法则2:若函数和满足下列条件:
(1)及;
(2)在点a的去心邻域内,与可导且;
(3),那么.
了解了什么是洛必达法则,那么,什么情况下可以使用它去解 决问题呢?
首先,先逐条诠释一下洛必达法则需要满足的条件.
对于(1),这样给大家解 释,我们用洛必达法则处理的式子形式为或的形式,也是唯一判定标准.
对于(2),我们在高中阶段几乎不研究不可导函数,所以大家不用担心.
对于(3),高中阶段,当出现或的时候,对分子分母分别求导,若值存在,则值不变,洛必达法则可以在一个式子中多次使用,直到可以求出定值为止.
典型例题
【例1】 设函数.
(1)若a=0,求的单调区间;
(2)若当x≥0时,,求a的取值范围.
【例2】 已知函数,曲线在点处的切线方程为.
(1)求的值;
(2)当,且时,,求的取值范围.
【例3】设函数.
(1)求的单调区间;
(2)如果对任何,都有,求的取值范围.
【例4】 设函数,若对所有的都有成立,求实数的取值范围.
1第12讲 洛必达法则巧解 高考压轴题
知识与方法
数压轴题第2问中,如果是不等式恒成立来求参数的取值范围问题,我们可以用洛必达法则来处理.
先给大家介绍一下什么是洛必达法则:
法则1:若函数和满足下列条件:
(1)及;
(2)在点a的去心邻域内,与可导且;
(3),那么.
法则2:若函数和满足下列条件:
(1)及;
(2)在点a的去心邻域内,与可导且;
(3),那么.
了解了什么是洛必达法则,那么,什么情况下可以使用它去解 决问题呢?
首先,先逐条诠释一下洛必达法则需要满足的条件.
对于(1),这样给大家解 释,我们用洛必达法则处理的式子形式为或的形式,也是唯一判定标准.
对于(2),我们在高中阶段几乎不研究不可导函数,所以大家不用担心.
对于(3),高中阶段,当出现或的时候,对分子分母分别求导,若值存在,则值不变,洛必达法则可以在一个式子中多次使用,直到可以求出定值为止.
典型例题
【例1】 设函数.
(1)若a=0,求的单调区间;
(2)若当x≥0时,,求a的取值范围.
【解析】 (1)时,.
当时,,当时,.故在单调减少,在单调增加.
(2)【解法1】 ,由(1)知,当且仅当时等号成立.故,从而当,即时,,而,所以当时,.由可得.因此当时,,故当时,,而,所以当时,.
综合得的取值范围为.
【解法2】 当时,,对任意实数,均在;当时,等价于,
令,则,令,则,知在上为增函数,;知在上为增函数,在上为增函数.由洛必达法则知,,故,
综上,知的取值范围为.
【例2】 已知函数,曲线在点处的切线方程为.
(1)求的值;
(2)当,且时,,求的取值范围.
【解析】 (1).
由于直线的斜率为,且过.点,故故,解 得.
(2)【解法1】 由(1)知,所以,
考虑函数,则.
①设,由知,当时,递减.而,故
当时,,可得;
当时,,可得,
从而当,且时,,即.
②设.由于的图象开口向下,且,
对称轴.当时,,故,而,所以当时,,
可得,与题设矛盾.
③设.此时,而,故当时,,可得,与题设矛盾.
综合得,的取值范围为.
【解法2】由题设可得,当时,恒成立.
令,则,
再令,则,易知在上为增函数,且;故当时,0,当时,;
∴在上为减函数,在上为增函数;故在上为增函数.∵当时,,当时,当,时,,当时,在上为减函数,在上为增函数.
∵由洛必达法则法0,即的取值范围为.
【例3】设函数.
(1)求的单调区间;
(2)如果对任何,都有,求的取值范围.
【解析】
(1).
当时,,即;
当时,,即.
因此在每一个区间内是增函数,
在每一个区间内是减函数.
(2)应用洛必达法则和导数,若,则;
若,则等价于.即,
则.
记,
.
因此,当时,在上单调递减,且,故,所以在上单调递减,
而.
另一方面,当时,,因此.
【例4】 设函数,若对所有的都有成立,求实数的取值范围.
【解析】
【解法1】 令,对函数求导数:,令,解 得.
(1)当时,对所有,所以在上是增函数.又,所以对,有,即当时,对于所有,都有.
(2)当时,对于,所以在是减函数.又.所以对,有,即.所以当时,不是对所有的,都有成立.
综上的取值范围是.
【解法2】 令,于是不等式成立即为成立.对求导数得,令,解得,当时,为增函数,当时,为减函数.要对所有都有充要条件为.由此得,即的取值范围是.
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