例说导数中未定式极限的处理策略
2021-04-15四川高继浩
教学考试(高考数学) 2021年1期
四川 高继浩
【例1】(2019·全国卷Ⅰ文·20)已知函数f(x)=2sinx-xcosx-x,f′(x)为f(x)的导数.
(Ⅰ)证明:f′(x)在区间(0,π)存在唯一零点;
(Ⅱ)若x∈[0,π]时,f(x)≥ax,求a的取值范围.
解析:(Ⅰ)证明略.
(Ⅱ)当x=0时,不等式恒成立.
又因为g(π)=0,所以a≤0.综上,a≤0.
高中数学人教A版必修1教材第101页阐述了指数函数、对数函数和幂函数的增长速度快慢,其实对于给定的函数是可以进行严格证明的,例如:
证明:令f(x)=2x-x2,则f′(x)=2xln2-2x,令g(x)=f′(x),则g′(x)=2x(ln2)2-2.当x∈(4,+∞)时,g′(x)>24(ln2)2-2=4(ln4)2-2>0,故g(x)在(4,+∞)上单调递增,从而g(x)=f′(x)>f′(4)=8(ln4-1)>0,
【例2】(2018·全国卷Ⅱ理·21)已知函数f(x)=ex-ax2.
(Ⅰ)若a=1,证明:当x≥0时,f(x)≥1;
(Ⅱ)若f(x)在(0,+∞)只有一个零点,求a.
解析:(Ⅰ)证明略.
点评:教材对几类函数增长速度快慢的呈现是通过图象直观感受的,在解答题中的运用应上升到理性认识.命题(※)表明y=ex的增长速度远快于y=x2,即当x→+∞时,ex远大于x2,故本题中当x→+∞时,g(x)→+∞.其他函数可以类似地证明.
3.换元转化法求解0·∞型
【例3】若函数f(x)=xlnx-a有两个零点,求a的取值范围.
4.比较大小法求解∞-∞型
【例4】若方程xlnx-2xex+x2ex=ax-1有两个不相等的实数根,求a的取值范围.