MST高考数学二轮复习专题讲义
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这是一份MST高考数学二轮复习专题讲义,文件包含5-5无所不在的定比点差docx、6-4同构和异构docx、4概率之决策型问题docx、5-3圆锥曲线与二次方程docx、5-2离心率问题速解docx、2-1数列篇docx、6-2由泰勒展开和经典不等式引发的放缩docx、5-4极坐标与参数方程法docx、6-1导数必杀技之找点探路法docx、1-1三角向量篇docx、1-2解三角形docx、5-6切线问题与阿基米德三角形docx、5-1中垂线和对称问题docx、6-5阶级斗争找点法docx、3-5应用空间解析几何的视角处理立体几何docx、3-2立体几何中的动态问题docx、6-3保值性定理与矛盾区间docx、3-1空间模型问题docx、3-4多面体的内切球问题docx、6-6极值点偏移构造docx、3-3基于隐形线面体的方法处理空间距离和体积问题docx等21份试卷配套教学资源,其中试卷共300页, 欢迎下载使用。
第二讲 由泰勒展开和经典不等式引发的放缩同构和异构,关键在于拆分和判断,到底什么函数是恒成立,在什么位置取等,我们不可能记住所有的函数,但是我们可以通过一些方法去寻找这些函数的特征,导数世界里的元素,就是、、、,,当然还有分式函数,比如,它们之间有哪些关联呢?且听MST森哥来给你分解。想获得本章讲解视频,可以跟本人联系,本人微信号:cysmath.泰勒展开与放缩原理若函数在点存在直至阶导数,则有;即(1)式称为函数在点处的泰勒公式,称为泰勒公式的余项,形如的余项称为佩亚诺(Peano)型余项.所以(1)式又称为带有佩亚诺型余项的泰勒公式.以后用得较多的是泰勒公式(1)在时的特殊形式:,它也称为(带有佩亚诺余项的)麦克劳林(Maclaurin)公式.由此可得近似公式:;由此可以得到高考常考函数在0处的泰勒展开式:由此我们能根据泰勒展开进行放缩,;题型一:关于指数的泰勒展开和经典指数不等式:一切从在恒成立开始,形成,时取“=”此是同构异构常见的母函数.,当时取“=”.对上式子两边进行积分有:要在时取“=”,将代入有.即(),当时取“=”.同理继续有:(),当时取“=”.一直积分下去,即有当时取“=”. 此时延伸出一系列不等式,当知道处泰勒展开,我们可以用代换,可求出处泰勒展开,即知道任意一点处的泰勒.一般高考要求二次,故此处只总结到二次.1:,当时取“=”,时恒成立;2:,当时取“=”,时恒成立,时;3:,当时取“=”,时恒成立;4:,当时取“=”,时恒成立,时;5:,当时取“=”,时恒成立;6:,当时取“=”,时恒成立,时;7:,当时取“=”,时;当时,;注意:,两边取积分,得,代入端点即得,由于并非的切点,故在处时,很明显发现,但不影响的拐点就是,这里还能得到一个弱化的不等式对恒成立.(此不等式会用在2021新高考II卷压轴导数题找点中,详见本章第五讲)8:,当时取“=”,时恒成立;本结论对140分以下的学生不做要求。通过平移得到:9:或,当时取“=”,时恒成立;10:,当时取“=”,时恒成立,时;11:,当或时取“=”,时恒成立,时;(利用指数找基友证明)12:利用代替前面8个母函数,可得到前8个母函数在处的母函数表达式;亦可总结为:在处“=”.例1.(2010・新课改2卷)设函数.(1)若,求的单调区间;(2)若当时,求的取值范围. 【例2】(2014•新课标Ⅱ)已知函数.(1)讨论的单调性;(2)设,当时,,求的最大值; 例3.(2021年雅礼一模22题)已知函数,(其中常数,是自然对数的底数)(1)讨论函数的单调性;(2)证明:对任意的,当时,. 例4.(2021•赣州模拟)已知函数且为自然对数的底数).(1)当时,求的最小值;(2)若关于的不等式,求整数的最大值. 注意:根据,,两式相加即得,当时取“=”,时恒成立;由此我们能得出一个新的总结归纳,如下:由于①;②①+②得:,结合前面第5和第6的结论,我们综合总结归纳可得:,由于,我们称之为双曲余弦函数,那么它的泰勒展开式我们也随即推导,如果令,则会有(如左图)同理,我们可以得到双曲正弦函数,根据前面结论3和结论4,当,记,令,则会有,最经典的代表就是飘带函数.另外,由于双曲余弦函数是偶函数,双曲正弦函数是奇函数,易知当时,(如右图),而依然成立. 1.(2021•哈尔滨模拟)已知且.(1)若是函数的极值点,求实数的值,并求此时在,上的最小值;(2)当时,求证:. 2.(2021•乌鲁木齐模拟)已知函数.(Ⅰ)讨论在区间,上的单调性;(Ⅱ)证明:当时,. 3.(2021•呼兰区校级四模)已知曲线在处的切线方程为,且.(1)求的解析式;(2)求函数的极值;(3)若时,不等式恒成立,求实数的取值范围. 4.(2021•深圳月考)已知函数,.(1)当,时,证明:.(2)当时,恒成立,求的取值范围. 5.(2021•射洪市模拟)已知函数,,其中,.(Ⅰ)若函数无极值,求的取值范围;(Ⅱ)当取(Ⅰ)中的最大值时,求函数的最小值;(Ⅲ)若不等式对任意的恒成立,求实数的取值范围. 题型二:关于对数的泰勒展开和飘带函数放缩:;;还是可用代换,可得出在处的泰勒展开.如果需要处的泰勒放缩,则利用替换,即先求出处的表达式.如,时取“=”求出在处切线.1:,当时取“=”;,当时取“=”;,当时;当时取“=”;2: ,当时;当时取“=”;当时;3: ,当时取“=”;4:,当时取“=”;5:,当时取“=”;6:,当时取“=”;7:指对互换,当时取“=”;或,当时取“=”;令,;,;8:,当时取“=”;9:,当时;当时;当时;10:,当时;当时;当时;注意:9和10均为飘带函数放缩,属于常见式.11:,当时;当时;当时;12:,当时;当时;当时;13:,当时;当取;当时;14: ,当时,当,;15:,当时,当,;16:,当时取“=”;【例5】(2021•锦州模拟)已知函数,对任意的,都有,则实数的取值范围是( )A. B. C. D. 【例6】(2021•河南月考)已知函数对任意有成立,则的最小值为( )A. B. C. D. 例7.(2021•湖北模拟)已知函数,其中.(1)当,讨论函数的单调性;(2)若时,恒成立,求的取值范围. 例8.(2021・厦门一模)已知函数.(1)讨论的单调性;(2)若,证明. 例9.(2021•上饶三模)已知函数.(1)曲线在点,处的切线斜率为0,求的值;(2)若恒成立,求的取值范围. 6.(2021•全国Ⅱ卷模拟)已知函数.(1)求曲线在点,处的切线方程;(2)求证:. 7.(2021•郊区校级三模)已知函数.(1)讨论的单调性;(2)当时,证明. 8.(2021•抚顺一模)已知函数,.(1)讨论函数的单调性;(2)当时,证明:. 9.(2021•恩施模拟)已知函数.(1)讨论函数的单调性.(2)证明:. 10.(河北衡水中学2021高三七调理20)已知函数,其中.(1)若,求函数的极值;(2)设,若在上恒成立,求实数的取值范围. 题型三:关于三角的泰勒展开和经典三角不等式放缩:观察发现,为奇函数,只有奇次项;为偶函数,只有偶次项;如果需处的三角泰勒,只需代替即可,最后提示一下多项式函数,利用(,)展开放缩.常见母函数构造:1.,时,时;时;2.,时,时;3.,时,时;时;4.,时,时;时;5.,时,时;时;6. ,时,时;7.是偶函数,在单调递减;8.是奇函数,时,在单调递增;9.,时,;10.,时,时;11.对恒成立;12.对恒成立;13.对恒成立;例10.(2021•巴南区校级模拟)设.(1)证明:;(2)若,求的取值范围. 【例11】(2021•天心区模拟)已知函数.(1)求函数的图象在处的切线方程;(2)若任意,不等式恒成立,求实数的取值范围; 例12.(2020佛山二模)已知函数,其中.(1)当时,求证:过原点且与曲线相切的直线有且只有一条;(2)当时,不等式恒成立,求实数的取值范围. 例13.(2021•重庆模拟)已知函数(其中为自然对数的底数).(1)求证:当,时,;(2)若不等式对成立,求实数的值. 例14.(2021•广陵区模拟)已知函数,其中,为自然对数的底数.(1)当时,对,,①证明:;②若恒成立,求实数的范围;(2)若函数在上存在极值,求实数的取值范围. 11.(2006•湖南)已知函数,数列满足:,,,,...证明:(1);(2).12.(2008•全国卷Ⅱ)设函数.(1)求的单调区间;(2)如果对任何,都有,求的取值范围.13.(2021•汕头三模)已知函数,.(1)当时,求证:当时,;(2)若在,上恒成立,求的取值范围.14.(2021•5月份模拟)已知函数.(1)当时,证明:;(2)当,时,,求的取值范围.题型四:关于任意函数的构造和放缩:不等式和恒成立的母函数是同构异构的根基,下面我们来介绍一种探索新型不等式的方法:绅士(森氏)回穿法.首先我们来介绍最基本的切线方程构造的不等式,即,我们看图左,始终在图像的上方;我们再看中图,对切点处的和反向求积分,也可以这么理解,,,,此时相切两曲线为和,代入点可得:.根据单调性和图像综合分析,我们发现当时,在图像上方,当时,在图像下方,那么在原始的切线切点处通过求导逆运算构造的曲线穿越性切于点,那么在这个基础上再积分一次,或者说求导逆运算一次会怎样呢?我们如右图所示,我们通过运算得到了始终在图像上方,这样两个曲线切于一点,不断反向求导构造,就会产生这样一穿一回的现象,这样去构造不等式,我们称之为绅士(森氏)回穿法. 当然,会有读者朋友们产生一个疑问,为什么要反向求导(积分),而不能正向求导呢?刚刚的求导后变成,再跟相切,我们这里再拿个函数来说明:于相切于点,求导后变成,显然与相交,但是我们发现,,故与穿越相切于点(如右图),当然,还能继续求导逆运算(积分)下去,一回一穿; 回到我们本讲介绍的双曲正弦和双曲余弦函数的泰勒展开式,其实就是完全符合这个回穿原理,双曲正弦为穿越切线,双曲余弦则为单侧切线,也可以理解为相切后回弹,三角也是,正弦函数切线穿,余弦函数切线回,乐此不疲. 我们来尝试解释一个相对冷门的不等式,这个不等式会在后面极值偏移中发挥巨大作用,就是飘带函数,我们知道,当时,,当时,,我们可以理解为与穿越相切,根据绅士回穿法,由于,,那么这次就是回,即,代入得,即恒成立(如图),考试时,直接构造这个不等式,并求导证明即可,本类型题证明不难,难在逆向思维;所以,无论怎么理解导数,求导证明,反向求导得积分证明,都需要求切线方程,所以求切线方程成为重中之重,我们必须通过求切线之后才能反向积分,我们介绍几个常见可求切线也方便反向求导的例子.通式:,这个大家都清楚的.关于的切线和放缩式:1.,当且仅当时等号成立;2.,当且仅当时等号成立;或者(())当且仅当时等号成立;3.,当时等号成立;4.,当且仅当时等号成立;5.,可以理解为;6.对恒成立;对恒成立; 7.对恒成立;对恒成立;8.对恒成立;对恒成立;9.对恒成立,恒成立;总结:本质都是找点探路后的泰勒展开式,如果能熟练掌握泰勒展开式,可以写出式子后再证明,如果不能熟记,就可以尝试绅士回穿法,一切殊途同归!例15.(2021武汉三调)已知函数.(1)当时,求的最小值.(2)证明:当时,恒成立 例16.(2021•九江一模)已知函数,(1)当时,求证:在上单调递增;(2)当时,,求的取值范围. 15.(MST读者供题)已知函数,.(1)若在点处的切线过原点,求的值;(2)在(1)的条件下,若恒成立,求的取值范围.16.(赣州模拟导数压轴)证明:
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