第3课时导数在不等式中的应用考点一构造函数证明不等式【例1】已知函数f(x)=1-,g(x)=x-lnx
(1)证明:g(x)≥1;(2)证明:(x-lnx)f(x)>1-
证明(1)由题意得g′(x)=(x>0),当00时,lnx+1>-等价于x(lnx+1)>-
由(1)知a=-1时,f(x)=xlnx+x的最小值是-,当且仅当x=时取等号
设G(x)=-,x∈(0,+∞),则G′(x)=,易知G(x)max=G(1)=-,当且仅当x=1时取到,从而可知对一切x∈(0,+∞),都有f(x)>G(x),即lnx+1>-
在证明不等式中,若无法转化为一个函数的最值问题,则可考虑转化为两个函数的最值问题
在证明过程中,等价转化是关键,此处f(x)min>g(x)max恒成立
从而f(x)>g(x),但此处f(x)与g(x)取到最值的条件不是同一个“x的值”
【训练2】已知三次函数f(x)的导函数f′(x)=-3x2+3且f(0)=-1,g(x)=xlnx+(a≥1)
(1)求f(x)的极值;(2)求证:对任意x1,x2∈(0,+∞),都有f(x1)≤g(x2)
(1)解依题意得f(x)=-x3+3x-1,f′(x)=-3x2+3=-3(x+1)(x-1),知f(x)在(-∞,-1)和(1,+∞)上是减函数,在(-1,1)上是增函数,所以f(x)极小值=f(-1)=-3,f(x)极大值=f(1)=1
(2)证明易得x>0时,f(x)最大值=1,由a≥1知,g(x)≥xlnx+(x>0),令h(x)=xlnx+(x>0),则h′(x)=lnx+1-=lnx+,注意到h′(1)=0,当x>1时,h′(x)>0;当0