第23 讲 不等式恒成立 · 讲义
一、考情分析......................................................................................................................................1
二、知识清单......................................................................................................................................2
三、典题精练......................................................................................................................................3
考点一:直接法(构造函数法)..........................................................................................3
考点二:分离参数法..............................................................................................................5
考点三:端点效应与必要性探路..........................................................................................6
考点四:同构法与构造函数技巧..........................................................................................6
考点五:洛必达法则与max/min 函数问题..........................................................................7
四、高考真题......................................................................................................................................8
一、考情分析
1. 考查频次与题型
年份
题号与
题型
分值
考察类型
考察内容
2024
第18 题
解答
17 分
直接
利用端点效应(必要性探路)与分离参数法解决
不等式恒成立问题
2024
第6 题
单选
5 分
间接
利用分段函数的单调性转化为不等式恒成立求参
数范围
2025
第19 题
解答
17 分
直接
三角函数不等式恒成立求参数最值,结合特值法
(必要性探路)
2026
第6 题
单选
5 分
间接
已知函数最值求参数,转化为不等式恒成立及极
值点问题
近三年全国一卷对不等式恒成立问题的考查较为频繁,常作为压轴题出现,分值较高.
考查形式既有直接的函数不等式恒成立求参数,也有结合函数单调性、最值的间接考查.
2. 命题角度与特色
(1)核心考点:不等式恒成立求参数范围、端点效应(必要性探路)、分离参数法、
同构法.
(2)命题趋势:常作为解答题最后一题或单选最后一题出现,综合性强,常与函数
单调性、极值、最值、零点问题交汇考查.近年来对“必要性探路(端点效应/特值法)”
的考查频率显著增加.
(3)试题特点:计算量大,逻辑推理要求高.往往需要先通过特殊值或端点值缩小参
数范围,再进行严格的充分性证明;或者通过分离参数后构造复杂函数求最值.
3. 备考策略
(1)熟练掌握分离参数法和构造函数法,能够根据解析式结构灵活选择解题路径.
(2)强化“必要性探路”意识,遇到复杂恒成立问题时,优先尝试代入特殊点(如
端点、极值点)获取参数的必要条件.
(3) 提升复杂函数的求导与最值分析能力,熟练运用同构、洛必达法则、隐零点等
高级技巧处理超越方程和不等式.
二、知识清单
1. 利用导数研究不等式恒成立问题的求解策略:
(1) 通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的
取值范围;
(2) 利用可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题;
(3) 根据恒成立或有解求解参数的取值时,一般涉及分离参数法,但压轴试题中很
少碰到分离参数后构造的新函数能直接求出最值点的情况,进行求解,若参变分离不易求
解问题,就要考虑利用分类讨论法和放缩法,注意恒成立与存在性问题的区别.
2. 利用参变量分离法求解函数不等式恒(能)成立,可根据以下原则进行求解:
(1) ∀x∈D,m≤f ( x)⇔m≤f ( x)min;
(2) ∀x∈D,m≥f ( x)⇔m≥f ( x)max;
(3) ∃x∈D,m≤f ( x)⇔m≤f ( x)max;
(4) ∃x∈D,m≥f ( x)⇔m≥f ( x)min.
3. 不等式的恒成立与有解问题,可按如下规则转化:
一般地,已知函数y = f ( x),x∈[a,b],y = g( x),x∈[c ,d ].
(1) 若∀x1∈[a,b],∀x2∈[c ,d ],有f ( x1)<g( x2)成立,则f ( x)max< g( x)min;
(2) 若∀x1∈[a,b],∃x2∈[c ,d ],有f ( x1)< g( x2)成立,则f ( x)max<g( x)max;
(3) 若∃x1∈[a,b],∃x2∈[c ,d ],有f ( x1)<g( x2)成立,则f ( x)min<g( x)max;
(4) 若∀x1∈[a,b],∃x2∈[c ,d ],有f ( x1)= g( x2)成立,则f ( x)的值域是g( x)的
值域的子集.
4. 法则1 若函数f ( x)和g( x)满足下列条件:
(1) lim
x→a f ( x)=0及lim
x→a g( x)=0;
(2) 在点a的去心邻域(a- ε ,a)∪(a,a+ ε)内,f ( x)与g( x)可导且g
'( x)≠0;
(3)
lim
x→a f
'( x)
g
'( x)
=l,
那么
lim
x→a f ( x)
g( x)
=
lim
x→a f
'( x)
g
'( x)
=l.
法则2 若函数f ( x)和g( x)满足下列条件:
(1) lim
x→∞f ( x)=0及lim
x→∞g( x)=0;
(2) ∃A >0,f ( x)和g( x)在(-∞,- A )与( A ,+ ∞)上可导,且g
'( x)≠0;
(3)
lim
x→∞f
'( x)
g
'( x)
=l,
那么
lim
x→∞f ( x)
g( x)
=
lim
x→∞f
'( x)
g
'( x)
=l.
法则3 若函数f ( x)和g( x)满足下列条件:
(1) lim
x→a f ( x)=∞及lim
x→a g( x)=∞;
(2) 在点a的去心邻域(a- ε ,a)∪(a,a+ ε)内,f ( x)与g( x)可导且g
'( x)≠0;
(3)
lim
x→a f
'( x)
g
'( x)
=l,
那么
lim
x→a f ( x)
g( x)
=
lim
x→a f
'( x)
g
'( x)
=l.
【易错提醒】 利用洛必达法则求未定式的极限是微分学中的重点之一,在解题中应注意:
(1) 将上面公式中的x→a,x→+∞,x→-∞,x→a
+,x→a
-洛必达法则也成立.
(2) 洛必达法则可处理0
0,∞
∞,0⋅∞,1
∞,∞
0,0
0,∞-∞型.
(3) 在着手求极限以前,首先要检查是否满足0
0,∞
∞,0⋅∞,1
∞,∞
0,0
0,∞-∞型
定式,否则滥用洛必达法则会出错.当不满足三个前提条件时,就不能用洛必达法则,这
时称洛必达法则不适用,应从另外途径求极限.
(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.
lim
x→a f ( x)
g( x)
=
lim
x→a f
'( x)
g
'( x)
=
lim
x→a f
″( x)
g
″( x)
,如满足条件,可继续使用洛必达法则.
三、典题精练
考点一:直接法(构造函数法)
考法1:利用导数分析单调性与极值求参数范围
例1.(2026·黄山·一模)已知函数f ( x)=(2 x -m)ln x , g( x)=2nx -mn,若f ( x)≥g( x)恒成立,
则m
n 的取值范围是( )
A. [-∞,- 1
e ]∪[e+1,+ ∞)
B. [-∞,- 1
e ]∪[2e,+∞)
C. (-∞,0)∪[e+1,+ ∞)
D. (-∞,0)∪[2e,+ ∞)
考法2:结合函数奇偶性与对称性求参数范围
例2.(2025·深圳高中园·一模)已知函数f ( x)= ln(e
2 x+1)-ax -| x |,其中a∈R.
(1) 当a=0时,讨论函数f ( x)的单调性;
(2) 当a=1时,证明:曲线f ( x)是轴对称图形;
(3) 若f ( x)≤ln 2在R上恒成立,求a的取值范围.
考法3:结合切线方程与图象上下关系求参数范围
例3.(2025·萍乡实验·三月一模)已知函数f ( x)=( x -1)e
x -a x
2-1,a∈R.
(1) 当a=0时,求函数f ( x)的图象在点(1,f (1))处的切线方程;
(2) 讨论函数f ( x)的单调性;
(3) 设g( x)= ln x -e
x - x
2+ x,若f ( x)≥g( x),求实数a的取值范围.
考法4:结合二次函数、基本不等式或绝对值求参数范围
例4.(2026·新未来·五月测评)已知函数f ( x)=(ln x -ax -bx)( x
3-ax +2),若存在a∈R,
使得f ( x)≤0对任意x∈(0,+∞)恒成立,则实数b的取值范围为______.
考法5:双变量不等式恒成立与极值点偏移
例5.(2025·深圳中学·一阶)已知函数f ( x)=e
2 x -ae
x+6 x ,a∈R.
(1) 当a=8时,求函数f ( x)的单调区间;
(2) 设函数g( x)= ln x +ax +1
x
-ae
x+6 x,若函数g( x)与函数f ( x)的图象恰有一个公共点,
求实数a的值;
(3) 若函数f ( x)有两个极值点x1, x2,且f ( x1)+ f ( x2)<me
x1+me
x2恒成立,求实数m的取
值范围.
考法6:结合存在性问题或反证法证明不等式
例6.(2025·沧州运东·二模)已知关于x的函数y = f ( x), y = g( x)与h( x)=kx +b(k ,b∈R)在
区间D上恒有f ( x)≥h( x)≥g( x).
(1) 若f ( x)= x
2+2 x , g( x)=- x
2+2 x , D =(-∞,+∞),求h( x)的表达式;
(2) 若f ( x)= x
2- x +1, g( x)=k ln x ,h( x)=kx -k , D =(0,+ ∞),求k的取值范围;
(3) 若
f ( x)= x
4-2 x
2, g( x)= 4 x
2-8,h( x)= 4(t
3-t )x -3t
4+2t
2(0<|t |≤❑√2), D =[m,n]⊆[- ❑√2,❑√2],
求证:n-m≤❑√7.
【考点一 方法总结】
1. 处理双变量不等式恒成立问题时,若能将其转化为两个单调性相同的函数乘积大
于等于零的形式,则这两个函数必然具有相同的零点,从而将双变量转化为单变量函数求
最值.
2. 面对复杂的乘积形式不等式恒成立,先分析分母或部分因式的符号,将其转化为
分子或剩余因式恒大于等于零.再利用两个因式符号必须同步变化的特点,确定参数的临
界条件.
3. 解决“两因式乘积恒非正(或非负)”问题,核心在于判断两因式是否可能“同
解变号”.若通过代数推导排除同步变号的可能,问题即可降维为两个独立的恒成立问题.
4. 含绝对值的函数问题,首要步骤是去绝对值分段处理.在探究恒成立条件时,若正
面求解参数范围较困难,可结合导数分析单调性,并利用放缩法寻找反例.
5. 处理含有指数和对数的混合不等式时,同构法是常用的利器.通过变形将不等式转
化为具有相同结构的函数形式,再利用基本不等式e
x≥x +1进行整体放缩.
6. 处理区间长度的最值问题,常通过反证法或判别式法转化为关于参数的函数最值.
在多项式不等式恒成立中,利用特值代入(如x =0,1,-1)进行必要性探路,能快速确定
参数的可能取值.
考点二:分离参数法
考法7:全分离或半分离参数结合导数求最值
例7.(2026·枣庄·五月模拟)若∀x∈(0,+∞),e
x
3(2mln x - 2 x
3 +1)≤x
m(m>0),则实数m
的最大值为______.
考法8:分离参数结合切线方程或换元法求参数范围
例8.(2025·深圳高中园·适应考)已知函数f ( x)= x
2+ a
x ,g( x)=2ln x + 1
x
2.
(1) 讨论函数f ( x)的单调性;
(2) 求函数g( x)的最小值;
(3) 当a=2时,证明:f ( x)ln x + 1
x
3 ≥1.
考法9:分离参数结合存在性问题或三角函数求参数范围
例9.(2026·江门·二模)已知函数f ( x)= x +2sin x +3.
(1) 求曲线y = f ( x)在点(0,f (0))处的切线方程;
(2) 若不等式f ( x)>2❑√2sin( x + π
4 )+m对x∈[- π
2 , π
2 ]恒成立,求m的取值范围.
【考点二 方法总结】
1. 处理复杂的指数对数混合不等式,同构变形是首选.通过提取公共结构,将问题转
化为外层函数的不等式恒成立,进而确定内层函数的值域范围,实现问题的降维打击.
2. 处理复杂的超越不等式证明,多次求导是常规武器.通过不断构造新函数并求导,
直至导函数的符号易于判断,再逐层回推原函数的单调性与最值,从而完成证明.
3. 处理含有三角函数的恒成立问题,利用辅助角公式或和差角公式进行化简,然后
分离参数,构造新函数并利用导数求其在闭区间上的最值.
考点三:端点效应与必要性探路
考法10:利用端点恒成立求参数范围
例10. 已知函数f ( x)= ln(1+ x),g( x)= ax
e
x ,f
'( x)与g
'( x)分别是f ( x)与g( x)的导函数.
(1) 证明:当a=1时,方程f
'( x)= g
'( x)在(-1,0)上有且仅有一个实数根;
(2) 若对任意的x∈(0,+∞),不等式f ( x)>g( x)恒成立,求实数a的取值范围.
考法11:利用端点不成立求参数范围
例11. 已知函数f ( x)=a ln x - x(a≠0).
(1) 讨论函数f ( x)的极值;
(2) 当x>0时,不等式x
a
e
x -2f ( x)≥sin[ f ( x)]+1恒成立,求a的取值范围.
考法12:利用必要性探路缩小参数范围
例12.(2025·衡水中学·综合评价)已知a>0,f ( x)=(ae
x - 1
x )ln( x +b),当x>0时,f ( x)≥0,
则a(1-b)
3的最大值为( )
A. 1
e
2
B. 2
e
2
C. 3
e
2
D. 4
e
2
【考点三 方法总结】
1. 利用端点处的导数值进行必要性探路,是解决恒成立求参数范围问题的常用技巧.
通过分析端点导数的符号,可初步筛选出可能的参数范围,再进行严格的充分性证明.
2. 处理复合函数不等式恒成立问题,关键是先通过导数探究外层函数的单调性与最
值,将外层函数的不等式转化为内层函数的值域限制,从而实现问题的降维.
3. 处理含有多个变量的最值问题,常通过恒成立条件寻找变量间的等量关系,从而
消元转化为单变量函数求最值.利用零点一致性得出变量间的关系是解题的关键.
考点四:同构法与构造函数技巧
考法13:利用同构法构造函数求参数范围
例13.(2025·南阳一中·三模)已知函数f ( x)= 2a
x e
2 x -1+ ln a,g( x)=2ln x +1.若f ( x)≥g( x)
恒成立,则a的最小值是______.
考法14:利用特定构造函数技巧求参数范围
例14.(2025·郑州外国语·五月调研)已知函数f ( x)=e
x -e
- x -2sin x +2,若关于x的不等式
f (ln x + x
2-ax)+ f (e
x -2ln x)≥4在(0,+∞)上恒成立,则实数a的最大值为______.
【考点四 方法总结】
1. 处理含有指数和对数的复杂不等式恒成立问题,通过代数变形,将不等式两边转
化为具有相同结构的函数形式,利用该函数的单调性脱去函数符号,从而将问题转化为常
规的求最值问题.
2. 利用函数的奇偶性与单调性解不等式,以及利用必要条件探路法求参数的最值,
是解决复杂函数不等式的有效手段.证明充分性时,巧妙构造基本不等式进行放缩是关键.
考点五:洛必达法则与max/min 函数问题
考法15:利用洛必达法则求参数范围
例15. 已知函数f ( x)=a ln x +bx(a,b∈R)在x = 1
2处取得极值,且曲线y = f ( x)在点
(1,f (1))处的切线与直线x - y +1=0垂直.
(1) 求实数a,b的值;
(2) 若∀x∈[1,+ ∞),不等式f ( x)≤(m-2)x - m
x 恒成立,求实数m的取值范围.
考法16:利用max/min 函数性质求参数范围
例16. 已知函数f ( x)= x
2- x - x ln x , g( x)= x
3-3ax +e.
(1) 证明f ( x)≥0恒成立;
(2) 用max {m,n}表示m,n中的最大值.已知函数h( x)= f ( x)
x
- x +2,记函数
φ( x)=max {h( x),g( x)},若函数φ( x)在(0,+∞)上恰有2个零点,求实数a的取值范围.
考法17:双变量最值问题求参数范围
例17. 已知函数f ( x)= ln x ,g( x)=a x
2+bx +1,其中a,b∈R.
(1) 当a=0时,直线y = g( x)与函数y = f ( x)的图象相切,求b的值;
(2) 当a≠0时,若对任意x>0,都有f ( x)≤g( x)恒成立,求b
a的最小值.
【考点五 方法总结】
1. 当分离参数后得到的函数在端点处出现“0
0”型未定式时,可利用洛必达法则求
出极限值,从而确定参数的临界条件.
2. 处理max {h( x),g( x)}的零点问题,需分段讨论.先确定其中一个函数恒大于零的
区间,排除零点;再在剩余区间内,结合另一个函数的单调性与极值,分类讨论参数以满
足零点个数要求.
3. 处理双变量比值的最值问题,可先通过特殊点代入得到比值的一个界限,再通过
构造具体函数证明该界限可以取到.这种“猜证结合”的方法在处理复杂恒成立问题时非
常有效.
四、高考真题
1.(2024·全国一卷)已知函数f ( x)= ln
x
2- x +ax +b( x -1)
3.
(1) 若b=0,且f
'( x)≥0,求a的最小值;
(2) 证明:曲线y = f ( x)是中心对称图形;
(3) 若f ( x)>-2当且仅当1< x<2,求b的取值范围.
2.(2025·全国一卷)(1) 设函数f ( x)=5cos x -cos5 x,求f ( x)在[0, π
4 ]的最大值;
(2) 给定θ∈(0,π ),设a为实数,证明:存在y ∈[a-θ ,a+θ ],使得cos y ≤cosθ;
(3) 若存在φ使得对任意x,都有5cos x -cos(5 x +φ)≤b,求b的最小值.
3.(2024·全国一卷)已知函数为f ( x)={
- x
2-2ax -a, x<0
e
x+ ln( x +1), x ≥0,在R上单调递增,则a取值的范
围是( )
A. (-∞,0]
B. [-1,0]
C. [-1,1]
D. [0,+∞)
4.(2026·全国一卷)已知函数f ( x)= x +2
e
x+a 的最大值为1,则a=( )
A. 1
2
B. 1
C. 3
2
D. 2