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【一轮复习讲义】2024年高考数学高频考点题型归纳与方法总结(新高考通
用)
素养拓展 08 洛必达法则的应用(精讲+精
练)
一、知识点梳理
一、前言
在高中,涉及到求参数的取值范围时,参数分离后,有时会出现分子与分母之比为两个无
穷小之比、两个无穷大之比或两个趋近于零的数之比。这个比值可能是定值也可能是不存
在,这时如果我们要计算出他们的比值,就需要运用到洛必达法则。
二、洛必达法则定义
在一定条件下,通过分子分母分别求导,再求极限来确定未定式的值的方法,称为洛必达
法则。
三、法则形式
1.法则1( 型):若函数 和 满足下列条件:
(1)设当 时, 及 ;
(2)在点 处函数 和 的图像是连续的,即函数 和 在点 处存在导数;
(3) ;则: .
2.法则2( 型): 若函数 和 满足下列条件:
(1) 及 ;
(2)在点 处函数 和 的图像是连续的,即函数 和 在点 处存在导数;
(3) ,则: .
3.法则3( 型):若函数 和 满足下列条件:
(1) 及 ;
(2)在点 处函数 和 的图像是连续的,即函数 和 在点 处存在导数;
且 ;(3) ,则: = .
【特别提醒】
(1)将上面公式中的 换成 洛必达法
则也成立。
(2)洛必达法则可处理 型。
(3)首先要检查是否满足 型定式,否则用洛必达法会出
错。当不满足三个前提条件时,就不能用洛必达法则
(4)若条件符合,洛必达法则可连续多次使用,直到求出极限为止。
(5)高中阶段,洛必达法则一般是用来确定最值,方便解题。
四、适用类型的转化
(1) 型的转化: 或 ;
(2) 型的转化:
(3) 、 型的转化:幂指函数类
二、题型精讲精练
【典例1】 设函数 。
(1)若 ,求 的单调区间;
(2)若当 时 ,求 的取值范围
解:(1) 时, , .
当 时, ;当 时, .故 在 单调减少,
在 单调增加
(II)
由(I)知 ,当且仅当 时等号成立.故
,从而当 ,即 时, ,而 ,
于是当 时, .
由 可得 .从而当 时,
,
故当 时, ,而 ,于是当 时, .
综合得 的取值范围为
原解在处理第(II)时较难想到,现利用洛必达法则处理如下:
另解:(II)当 时, ,对任意实数a,均在 ;
当 时, 等价于
令 , 则 , 令
,则 , ,
知 在 上为增函数, ;知 在 上为增函数,
; ,g(x)在 上为增函数。
由洛必达法则知, ,
故 ,综上,知a的取值范围为
【典例2】若不等式 对于 恒成立,求 的取值范围.
解:当 时,原不等式等价于 .
xcosx−sinx cosx(x−tanx)
记 ,则f '(x)= = .
x2 x2
且 时, ,所以 .因此 在 上单调递减(也
就是x趋于0时,f(x)最大), .所以
【典例3】(1)0∙∞型
1
( )
lnx x
lim(xlnx)=lim( )=lim =lim (−x)=0
x→0 x→0+ 1 x→0+
−
1 x→0+
x x2
0 ∞
技巧:将乘积中无穷或0取倒数进而变形到分母上,化为 或 型
0 ∞
【典例4】(2)∞-∞型
1 1
( −1 ) ( − )
( 1 1 ) (lnx−(x−1)) x x2 ( −1 ) 1
lim − =lim =lim =lim =lim =−
x→1 x−1 lnx x→1 (x−1)lnx x→1 lnx+ x−1 x→1 1 + 1 x→1 x+1 2
x x x2
0
技巧:可将无穷通分,进而化为 型
0
【典例5】(3)∞0型
转化方法同上,∞0=eln∞0=e0·ln∞=e0·∞
1
1 1 1 ·ln(1+x) lim ln(x+1) lim x+1 lim 1
lim(1+x)x=lim eln(1+x)x=lim ex =ex→∞ x =ex→∞ 1 =ex→∞x+1=e0=1
x→∞ x→∞ x→∞
技巧:可利用对数性质℮lna=a,将函数化为以为℮底数的指数函数,转化为对指数求极限。
转化方法如下:1∞=eln1∞=e∞·ln1=e∞·0,这样就化为了0∙∞型
【题型训练】
1.已知函数f (x)=ex−x−1,若当x≥0时,恒有|f (x)|≤mx2e|x|成立,求实数m的取值范
围.
2.设函数 .
(Ⅰ)证明:当 时, ;
(Ⅱ)设当 时, ,求 的取值范围.3.函数 ,曲线 在点 处的切线方程为 .
(1)求 、 的值;
(2)如果当 ,且 时, ,求 的取值范围.
4.设函数 .
(1)证明:当 时, ;
(2)设当 时, ,求 的取值范围.
5.若不等式 对于 恒成立,求 的取值范围.
6.已知f (x)=(x+1)lnx.
(1)求f (x)的单调区间;
[f (x) ]
(2)若对于任意x≥1,不等式x −ax +a≤0成立,求a的取值范围
x+1