本题导读
本题考查导数的运算与单调性讨论、分类讨论思想。核心在于正确理解题意并选用恰当方法求解。
📌【题干】
Question
(2016年山东卷(理)) 已知 ,.
(1)讨论 的单调性;
(2)当 时,证明: 对于任意的 成立.
🔍【思路分析】
破题导航
- 第一问(单调性):
- 求导:。
- 找零点:导数的零点为 和 。
- 分类讨论:根据 的取值(,,,)讨论零点的大小关系及导数正负。
- 第二问(不等式证明):
- 构造函数:令 ,目标是证明 在 上恒成立。
- 拆分求最值:将 拆分为 和 。
- 结论合成:分别求出 和 在 上的最小值,相加后与 比较。
✅【答案】
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(1)当𝑎⩽0时,𝑓(𝑥)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减;当0<𝑎<2时,𝑓(𝑥)在(0,1)、⎛⎜⎝
✍【详细解析】
Abstract
(1)解: 函数的定义域为 。 。 ① 若 ,则 恒成立。 当 时,, 单调递增; 当 时,, 单调递减。 ② 若 ,令 得 ,。
- 若 ,则 。 和 时,, 递增; 时,, 递减。
- 若 ,则 ,, 在 上递增。
- 若 ,则 。 和 时,, 递增; 时,, 递减。
(2)证明: 当 时,,。 令 。 设 ,。 对于 : 在 上成立。 故 。 对于 :。 令 ,在 上 递减,,。 存在 使得 。 在 增,在 减。 比较端点值:,。 故 。 因此 。 由于 与 取最小值时的 不同,等号无法同时取得。 所以 恒成立,即 获证。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 单调性讨论的逻辑:必须做到“不重不漏”。参数 改变了导数零点的个数及相对位置,是讨论的灵魂。
- 不等式证明技巧:直接求 可能面临三项或四项式,极其复杂。通过“拆分法”将超越部分()与分式部分()分开处理,分别求最小值再求和,是降低难度的妙招。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 极值点偏移:此类题目常作为导数压轴题的第二问,考查学生对函数局部性质的极致掌控。
- 总结:熟练掌握导数公式及基本初等函数图象是前提,学会构造函数并合理放缩是进阶的关键。
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