（完整word版）导数结合洛必达法则巧解高考压轴题第一部分：历届导数高考压轴题(全国2理)设函数f (x) = (x+ 1)1 n( x + 1)，若对所有的x>0,都有f (x) >ax成立，求实数a的取值范围.(辽宁理)设函数f(x)悝lnx In(x 1).1 x⑴求f(x)的单调区间和极值；(I)设a 0，讨论y f x的单调性;(U)若对任意x 0,1恒有f x 1，求a的取值范围. (全国1理)设函数f(x) e x e x.(I)证明：f(x)的导数f (x) > 2 ;(U)若对所有x > 0都有f (x) > ax，求a的取值范围.(新课标理)设函数f(x)=e x 1 x ax2.(I)若a 0,求f(x)的单调区间；(U)若当x>0时f(x) >0,求a的取值范围.导数结合洛必达法则巧解高考压轴题(I)求f(x)的单调区间;(全国1理)已知函数f x ax ⑵是否存在实数a ,使得关于x的不等式f (x)…a的解集为(0, 取值范围；若不存在,试说明理由.)?若存在,求a的(全国2理)设函数f(x)sin x2 cosx(新课标文)已知函数f(x) x(e x 1) ax2.(U)如果对任何x > 0，都有f(x) < ax,求a的取值范围.(I)若f(x)在x 1时有极值，求函数f(x)的解析式;例题：若不等式sin x x ax3对于x (0,三)恒成立，求a的取值范围(U)当x 0时，f(x) 0，求a的取值范围.(全国大纲理)设函数f (x) 1(I)证明：当x 1时，f(x)x 1(U)设当x 0时，f(x)—，求a的取值范围.ax 1第二部分：泰勒展开式(新课标理)已知函数f(x)霁x，曲线y f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为x 2y 3 0.(I)求a、b的值;(U)如果当x 0，且x 1时，f(x)也k，求k的取值范围.x 1 x 1. e x 1 x1!x2!x3!K2 3x x2. ln(1 x) x2! 3!3 5x x3. sin x x ——K3! 5!2 4x x4. cosx 1 K2! 4!2 3(nxn!n 1xe(n 1)!nK ( 1)n1—n!2k 11)*,其中(0Rn,其中R nR n，其中R n1);n 11)n I^+)n1;2k 1k x(1) cos x ;(2 k 1)!2k 2(1)k4 Rn，其中R n2k(1)k話严x;1.(新课标理)已知函数f(x)b，曲线y f(x)在点(l,f(l))处的切线方x 1 x程为x 2y 3 0.(I)求a、b的值；(U)如果当x 0，且x 1时，f(x) 也k，求k的取值范围.x 1 x常规解法(I)略解得a 1，b 1.(n)方法一：分类讨论、假设反证法2 h(x) 0,与题设矛盾?综上可得，k的取值范围为(，0].1 x注：分三种情况讨论：① k 0 :②0 k 1 :③k 1不易想到.尤其是② 0 k 1时，许多考生都停留在此层面，举反例x (1,—1 )更难想到.而这方面根1 k据不同题型涉及的解法也不相同，这是高中阶段公认的难点，即便通过训练也很难提升.第三部分：洛必达法则及其解法洛必达法则：设函数f(x)、g(x)满足：(1)lim f(x) lim g(x) 0 ;x a x a(2)在U o(a)内，f (x)和g (x)都存在，且g (x) 0 ；(3)lim 3 A ( A可为实数，也可以是).x a g(x)则|im 他x m 3 A.x a g(x) x a g(x) 由(I)知f(x)—x 1，所以f (x) (罟-) 1 (2ln x(k 1)(x2丄)).x 1 x x 1 x 1 x x考虑函数h ；x) 2ln x(k1)(x2 1)(x 0)，则h'(x)(k 1)(x221) 2xx x(i)当k 0时，由h'((x) k(x2 1) (x x2°知，当x1时，h'(x) 0.因为h(1) 0 ,所以当x (0,1)时，h(x) 0 ,可得」12 h(x) 0 ;x当x (1, )时，h(x)0,可得12 h(x)0，从而当x 0且x 1时,f(x) (ln：*) 0，即lnx f (x)k；1 x x 1 x x 1 x (ii )当0 k 1时,由于当X (1,1k)时，(k 1)(: x2 1) 2x 0,故h'(x) 0 ,而h(1)0 ，故当x (1, 1)时，h(x) 0，可得1 2 h(x) 0，与题设矛盾1 k 1 x(iii )当k 1时，h'(x) 0，而h(1)0，故当x (1, )时，h(x) 0 ,可得洛必达法则解法当x 0，且x也即k 则g '(x) xln xx 12(x21时，f(x)必兰，即x 1 x x 11 xln x 2x ln x亍1，记g(x)x x 1 1 x1)l nx 2(1 x2) 2(x21)“形= 羽(l nx(1 x2)2(1 x2)2ln x 1 ln x kx x 1 x3 1 , x 0，且x 11 x」)x2 1)，t记h(x) In x2\2x )2 只，则h'(x)【儲= ￡+x2)从而h(x)在(0,)上单调递增，且h(1) 0，因此当(0,1)时，h(x) 0，当x (1,)时，h(x) 0 ;当x (0,1)时，g'(x) 0，当(1,)时，g'(x) 0 , 所以g(x)在(0,1)上单调递减，在(1,)上单调递增.由洛必达法则有xln x lim(-x 1 1 x1 时，g(x)l i m1g(x)即当xx l n x1) 1 lim r 1x 1 1 x20 ,即当x 0，且xIn xlimx 122x因为k g (x)恒成立, 所以k 0.综上所述, 成立, k的取值范围为(，0].1时,g(x) 0.0，且x 1 时，f(x)In x kx 1 x注：本题由已知很容易想到用分离变量的方法把参数出来的函数g(x)空与1求导，研究其单调性、极值1 x函数g(x)值没有意义”这一问题，很多考生会陷入困境k分离出来.然后对分离.此时遇到了“当x=1时, .如果考前对优秀的学生讲洛必达法则的应用，再通过强化训练就能掌握解决此类难题的这一有效方法2.(新课标理)设函数f (x) e x 1 x ax2.(I)若a 0，求f (x)的单调区间；(U)当x 0时，f(x) 0，求a的取值范围.应用洛必达法则和导数(U)当x 0 时，f(x) 0，即e x 1 x ax2.①当x记g(x)记h(x)h''(x)0时，axe 1 x2x(xxxe2)e xx (0,+0,所以h'(x)所以h(x) (x 2)e xx (0,+ )时，g'(x)由洛必达法则有,x女叫g(x)x叫一厂必XU XU x0时，e x 1 x ax2等价于)，则g'(x) (x 2)e：x 2 x(0,+ ),则h'(x) (x 1)e x(x 1)e x 1在(0,+ )上单调递增,x 2在(0,+ )上单调递增，且h(x)0 ,从而g(x)xxe 1 x ,2 在(0，+xlimxxe 10 2xx..e 1limx 0 2 212综上所述，当a -且x2即当x 0 时，g(x) ，所以当x (0,+ )时，所以g(x)0时，f(x) 0成立.e x 1 x2 .x当x (0,+ )时，且h'(x) h'(0) 0 ,h(0) 0 ,因此当)上单调递增.1 1-，因此a丄.2 21故a 时，不等式sinx x ax 3对于x (0,—)恒成立.6 2例题：若不等式sinx x ax 3对于x (0,?)恒成立，求a 的取值范围.应用洛必达法则和导数当x (0,2)时，原不等式等价于ax sin x通过以上例题的分析，我们不难发现应用洛必达法则解决的试题应满足: ① 可以分离变量；② 用导数可以确定分离变量后一端新函数的单调性；③ 出现“ 0”型式子.x 3 x sinx 3sin x xcosx 2x 记 f(x) 3 ，则 f '(x) 4 . x x 记g(x) 3sinx xcosx 2x ，贝U g '(x) 2cosx xsinx 2 . 因为 g''(x) xcosx sinx cosx(x tanx)， (海南宁夏文)已知函数 f (x) x(e x 1) ax 2.(I)若f (x)在x 1时有极值，求函数f (x)的解析式; (U)当x 0时，f(x) 0，求a 的取值范围.解: ( I)略(n)应用洛必达法则和导数g'''(x) xsi nx 0,所以g ''(x)在(0,?)上单调递减，且g''(x)，所以g'(x)在(0-)上单调递减，且g'(x) 0.因此g(x)在(0-)上单调递减, 2 2 且g(x) 0，故f'(x) ?啤 0，因此f(x) x 严在(0_)上单调递减. x x 2 由洛必达法则有 li 叫 f(x)x sin x x 3 1 cosx sin x cosx lim 2 lim lim x 03x2 x 06x x 06①当x 0时, a R ;②当x 0时, x(e x 1)ax 2等价于e x x11 ax ，也即a.x记 g(x)xe 1, x (0,)，则 g '(x) (x 1)e x 1xx记 h(x) (x 1)e x1 , x(0,)，则h'(x) xe x 0，因此 h(x) (x 1)e x 1 在当 x 0 时，f(x) 0，即 x(e x 1) ax 2. 即当x 0时，g(x) 6，即有f(x)右(0,)上单调递增，且h(x)Xh(0) 0,所以 g'(x) 她 0，从而 g(x) -1在xx(0,)上单调递增. 由洛必达法则有(U)设当X 0时，f(x)—，求a的取值范围?ax 1解：(I)略(n)应用洛必达法则和导数由题设x 0，此时f (X) 0.①当a 0时，若x 1 a 则」0 ,ax 1 f(x) 不成立；ax 1②当a 0时，当X 0时,/ 、Xf(x) ，即1 X Xeax 1 ax 1 若x 0，则a R;若x 0，则1X eX X等价于1 e 1X X-，即 a Xe x e 1ax 1 x ax 1 xe X xxx, 2x2XcX, xxe e 1 e x e 2e 1 e z x 2 x、记g(x) x ，则g(x)x 2 = x 2(e x 2 e). xe x (xe x) (xe x)(I)求f(x)的单调区间;(n)如果对任何x > 0，都有f(x) < ax,求a的取值范围.(2 cosx)cos x sin x( sin x) 2cosx 1 解：(I) f(x) -) yco^2 n 2 n当2k n E x 2k n孑(k Z)时，cosxX叫g(x)X lim —x 0 x即当X 0时，g(x) 1 记h(x) e x x2 2 e x，则h'(x) e x 2x e x，h''(x) e x+e x 2 0.因此，h'(x) e x 2x e x在(0，)上单调递增，且h'(0) 0，所以h'(x) 0，所以g(X) 1，即有a 1.综上所述，当a 1 , X 0时，f (X) 0成立. 因此g'(x)=Xex 2(xe x)h(x) 0，所以g(x)在(0,)上单调递增.(全国大纲理) 设函数f (x) 1 (I)证明：当X 1 时，f(x) 由洛必达法则有X叫g(x)g(x)X Xxe elim x——x 0 xe xXxelim x x x 0 exeXxeXxe0时, i，即有g(x) 2，所以a i.综上所述，a的取值范围是((全国2理)设函数f(x)sin x2 cosx12，即f(X) 0；2 n当 2k n x4n (k Z )时,cosx1—,即 f (x)332因此f(x)在每- 」个区间 2k nNfk n2 n(kZ )是增函数，33f(x)在每一个区间 2k n2 n3 4 n ，2k n 3(k Z ) 是减函数.另一方面，当x [,)时，g(x )xj ；：sx )2 J 2，因此a 右解：(I)略(n)应用洛必达法则和导数sin x ax 2 cosx 0，则 a R ;2xcosx 2sin x sin xcosx x 则 g '(x)-------------------------- x ^厂o 击 ----------记 h(x) 2xcosx 2sinx sin xcosx x ， h'(x) 2cosx 2xsinx 2cosx cos2x 122xsinx cos2x 1 2sin x 2xsinx 2sin x(sinx x)因此，当x (0,)时，h'(x) O,h(x)在(0,)上单调递减，且h(0)0,故g'(x) 0，所以g(x)在(0, )上单调递减,而 lim g(x) x 0 limx 0 sin x x(2 cosx) lim cosxx 02+cosx xsinxf(x)若x若x 0，贝U sin x ax 等价于a2 cosxsin x x(2 cosx)即 g(x)sin x x(2 cosx)。
