《导数-深度·拔高系列讲义》 构造函数解决函导压轴小题(内附:万能积分法+不定积分详解)
- 格式:docx
- 大小:195.75 KB
- 文档页数:18
导数综合讲义第1讲导数的计算与几何意义....... 3第2讲函数图像......... 4第3讲三次函数...... 7第4讲导数与单调性......... 8第5讲导数与极最值..... 9第6讲导数与零点………10第7讲导数中的恒成立与存在性问题.・・・・・・・・11第8讲原函数导函数混合还原(构造函数解不等式).... 13第9讲导数中的距离问题.........17第10讲导数解答题.. (18)10.1导数基础练习题 (21)10.2分离参数类 (24)10.3构造新函数类 (26)10.4导数中的函数不等式放缩 (29)10.5导数中的卡根思想 (30)10.6洛必达法则应用 (32)10.7先构造,再赋值,证明和式或积式不等式 (33)10.8极值点偏移问题 (35)10.9多元变量消元思想 (37)10.10导数解决含有Inx与e,的证明题(凹凸反转) (39)10.11导数解决含三角函数式的证明 (40)10.12隐零点问题 (42)10.13端点效应 (44)10.14其它省市高考导数真题研究 (45)导数【高考命题规律】2014年理科高考考查了导数的几何意义,利用导数判断函数的单调性,利用导数求函数的最值,文科考查了求曲线的切线方程,导数在研究函数性质中的运用;2(川年文理试卷分।、复合函数的单调性:./\(g(x)) r(〃)g'a)别涉及到切线、零点、单调性、最值、不等式证明、恒成立问题;20P文科考查了导数的几何意义,理科涉及到不等式的证明,含参数的函数性质的研究,极值点偏移;2012年高考考查了导数判断函数的单调性,含参零点的分类讨论。
近四年的高考试题基本形成了一个模式,第一间求解函数的解析式,以切线方程、极值点或者最值、单调区间等为背景得到方程从而确定解析式,或者给出解析式探索函数的最值、极值、单调区间等问题,较为简单;第二问均为不等式相联系,考查不等式恒成立、证明不等式等综合问题,难度较大。
导数章节知识全归纳导数压轴题之构造函数和同构异构(详述版)一.考试趋势分析:由于该内容在高考内容中考试频率相对比较低,然而它却在我们平时考试或是诊断型考试中出现又较高,并且该内容属于高中数学里面导数的基本考试题型之一,基本上尖子生里面的基础题,又是一般学生里面的压轴题,所以老师你觉得讲还是不讲呢?针对这个情况,作者进行了多年研究和分析,这个内容一定要详细讲述,并且结合技巧性让学生能够熟练掌握,优生几秒钟,一般学生几分钟就可以完成该题解答,是设计这个专题的核心目的! 二.所用知识内容: 1.导数八大基本求导公式:①0;C '=(C 为常数) ②()1;nn xnx-'=③(sin )cos x x '=; ④(cos )sin x x '=-;⑤();x xe e '= ⑥()ln x xa a a '=;⑦()1ln x x '=; ⑧()1l g log a a o x e x'= 2.常见构造:和与积联系:()()f x xf x '+,构造()xf x ;22()()xf x x f x '+,构造2()x f x ;3()()f x xf x '+,构造3()x f x ;…………………()()nf x xf x '+,构造()n x f x ;()()f x f x '+,构造e ()x f x .等等.减法与商联系:如()()0xf x f x ->',构造()()f x F x x=;()2()0xf x f x ->',构造2()()f x F x x =;………………… ()()0xf x nf x ->',构造()()nf x F x x =. ()()f x f x '-,构造()()ex f x F x =,()2()f x f x '-,构造2()()e xf x F x =,……………… ()()f x nf x '-,构造()()enxf x F x =, 3.同构异构方法:1.顺反同构:顺即为平移拉伸后的同构函数,反即为乘除导致的凹凸反转同构函数. 2.同位同构:①加减同构是指在同构的过程中“加减配凑”,从而完成同构;②局部同构是指在同构过程中,我们可以将函数的某两个或者多个部分构造出同构式,再构造同构体系中的亲戚函数即可;③差一同构是指指对跨阶以及指数幂和对数真数差1,我们往往可考虑用同构秒杀之.三.导数构造函数典型题型: 1.构造函数之和差构造:例:1.已知定义在R 上的函数()f x 满足()220f =,且()f x 的导函数()f x '满足()262f x x >'+,则不等式()322f x x x >+的解集为( )A .{2}xx >-∣ B .{2}xx >∣ C .{2}xx <∣ D .{2∣<-xx 或2}x > 【答案】B 【分析】令函数()()322g x f x x x =--,求导,结合题意,可得()g x 的单调性,又()20g =,则原不等式等价于()()2g x g >,根据()g x 的单调性,即可得答案. 【详解】令函数()()322g x f x x x =--,则()()2620g x f x x =--'>',所以()g x 在R 上单调递增.因为()2g =()3222220f -⨯-⨯=,所以原不等式等价于()()02g x g >=,所以所求不等式的解集为{2}.xx >∣ 故选:B2.定义在()0,∞+上的函数()f x 满足()()10,42ln 2xf x f '->=,则不等式()xf e x <的解集为( ) A .()0,2ln 2 B .(),2ln 2-∞ C .()2ln 2,+∞ D .()1,2ln 2【答案】B 【分析】构造函数()()ln g x f x x =-,()0,x ∈+∞,先判断其导函数的正负,来确定该函数的单调性,再化简不等式为()()4xg e g <,根据单调性解不等式即可.【详解】设()()ln g x f x x =-,()0,x ∈+∞,则()()()110xf x g x f x x x'-''=-=>, 故()g x 在()0,∞+上单调递增,()()2l 4n 22ln 2404ln g f -===-,不等式()xf ex <,即()ln 0xxf e e-<,即()()4x g e g <,根据单调性知04x e <<,即ln 44x e e <=,得ln 4x <,即2ln 2x <,故解集为(),2ln 2-∞. 故选:B. 【点睛】 思路点睛:利用导数解不等式时,常常要构造新函数,新函数一方面与已知不等式有关,一方面与待求不等式有关,再结合导数判断单调性,利用单调性解不等式.变式:1.已知奇函数()f x 在R 上的导函数为()'f x ,且当(],0x ∈-∞时,()'1f x <,则不等式()()2101110102021f x f x x --+≥-的解集为( ) A .()2021,+∞ B .[)2021,+∞ C .(],2021-∞ D .(),2021-∞【答案】C 【分析】利用()'1f x <构造函数g (x ),即可得到函数g (x )的单调性,再将所解不等式转化为用g (x )表达的抽象函数不等式而得解. 【详解】因()'1f x <,即()10f x '-<,令()()g x f x x =-,则()0g x '<,()g x 在(,0]-∞上递减, 又()f x 是R 上的奇函数,则()g x 也是R 上的奇函数,从而有()g x 在R 上单调递减, 显然()()f x g x x =+,则有()()2101110102021f x f x x --+≥-(21011)(21011)[(1010)(1010)]2021g x x g x x x ⇔-+--+++≥-(21011)21011(1010)10102021g x x g x x x ⇔-+--+--≥- (21011)(1010)g x g x ⇔-≥+由()g x 在R 上单调递减得2101110102021x x x -≤+⇔≤, 所以所求不等式的解集为(],2021-∞. 故选:C 【点睛】关键点睛:解给定导数值特征的抽象函数不等式,根据导数值特征构造对应函数是解题的关键.2.构造函数之乘积构造:例:1.()f x 在()0,∞+上的导函数为()f x ',()()2xf x f x '>,则下列不等式成立的是( ).A .()()222021202220222021f f >B .()()222021202220222021f f <C .()()2021202220222021f f >D .()()2202220222021021f f <【答案】A 【分析】构造()2()f x g x x =,求导得3()2()0()xf x g x f x x '-'=>,知()2()f x g x x=在()0,∞+上为增函数,进而由(2022)(20221)g g >即可判断.【详解】令()2()f x g x x =,则243()()2()()2()x f x xf x xf x g x f x x x''--'==, 因为在()0,∞+上的导函数为()()2xf x f x '>,所以在()0,∞+上()0g x '>,即()2()f x g x x=在()0,∞+上为增函数. 所以()()()()22202220212022202120222021f f g g >⇒>,即()()222021202220222021f f >.故选:A.2.已知定义在R 上的偶函数()f x ,其导函数为()f x ',若()2()0xf x f x '->,(3)1f -=,则不等式()19f x x x <的解集是( ) A .(,3)(0,3)-∞-B .()3,3-C .(3,0)(0,3)-⋃D .(,3)(3,)-∞-⋃+∞【答案】A 【分析】根据题目中信息其导函数为()f x ',若()2()0xf x f x '->可知,需构造函数2()()f x g x x =, 利用导函数判断函数()g x 的单调性,利用函数()g x 的单调性、奇偶性来解题,当0x > 时,即2()19f x x <,1()9g x <,当0x < 时,即2()19f x x >,1()9g x >. 【详解】构造函数2()()f x g x x =,43'()2()'()2()'()xf x f x xf x f x g x x x x --=⋅= , 当0x > 时,()2()0xf x f x '->,故'()0g x >,()g x 在(0,)+∞ 上单调递增, 又()f x 为偶函数,21y x =为偶函数, 所以2()()f x g x x =为偶函数,在,0()-∞ 单调递减. (3)1f -=,则(3)1f =,231(3)(3)39f g g -===(); ()19f x x x <, 当0x > 时,即2()19f x x <,1()(3)9g x g <=,所以(0,3)x ∈ ; 当0x < 时,即2()19f x x >,1()(3)9g x g >=-,所以(,3)x ∈-∞-. 综上所述,(,3)(0,3)x ∈-∞-⋃.故选:A 【点睛】需对题中的信息联想到构造函数利用单调性解不等式,特别是分为当0x > 时, 当0x < 时两种情况,因为两边同时除以x ,要考虑其正负.3.定义在R 上的连续函数()f x 的导函数为()'f x ,且cos ()(cos sin )()xf x x x f x '<+成立,则下列各式一定成立的是( ) A .(0)0f =B .(0)0f <C .()0f π>D .02f ⎛⎫=⎪⎝⎭π【答案】C 【分析】设cos () ()e xx f x g x ⋅=,由条件可得()0g x '<,即()g x 在R 上单调递减,且02g π⎛⎫= ⎪⎝⎭,由此卡判断选项A ,B , C , 将2x π=代入条件可得02f π⎛⎫>⎪⎝⎭,可判断选项D. 【详解】由题可得cos ()sin ()cos ()xf x xf x xf x '-<,所以(cos ())cos ()xf x xf x '<,设cos () ()e x x f x g x ⋅=则(cos ())cos ()()0e xxf x xf x g x '-'=<, 所以()g x 在R 上单调递减,且02g π⎛⎫=⎪⎝⎭由(0)()2g g g ππ⎛⎫>>⎪⎝⎭可得() (0)0e f f ππ>>-, 所以(0)0f >,()0f π>,所以选项A 、B 错误,选项C 正确.把2x π=代入cos ()(cos sin )()xf x x x f x '<+,可得02f π⎛⎫> ⎪⎝⎭,所以选项D 错误,故选:C . 【点睛】关键点睛:本题考查构造函数,判断函数单调性判断函数值的符号,解答本题的关键是根据题意构造函数cos () ()e xx f x g x ⋅=,由条件得出其单调性,根据02g π⎛⎫= ⎪⎝⎭,判断选项,属于难题.变式:1.已知定义在0,2π⎛⎫⎪⎝⎭的函数()f x 的导函数为()f x ',且满足()()sin cos 0f x x f x x '-<成立,则下列不等式成立的是( )A64f ππ⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭B.36f ππ⎫⎫⎛⎛<⎪ ⎪⎝⎝⎭⎭C43ππ⎛⎫⎛⎫<⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭D.234f ππ⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【答案】B 【分析】 构造函数()()sin f x g x x=,求导后可确定其单调性,利用单调性比较大小可判断各选项. 【详解】设()()sin f x g x x =,则2()sin ()cos ()0sin f x x f x x g x x -''=<,所以()g x 在0,2π⎛⎫⎪⎝⎭上是减函数, 所以()()64sin sin 64f f ππππ>()()64f ππ>,A 错;()()63sin sin 63f f ππππ>()()63f ππ>,B 正确; ()()34sin sin43f f ππππ>()()43ππ>,C 错;3f π⎛⎫ ⎪⎝⎭3π⎛⎫ ⎪⎝⎭与23f π⎛⎫ ⎪⎝⎭大小不确定,D 不能判断.故选:B . 【点睛】关键点点睛:本题考查比较大小问题,解题关键是构造新函数()()sin f x g x x=,由导数确定其单调性,从而可比较函数值大小.变式:2。
微专题:构造函数法解选填压轴题高考中要取得高分,关键在于选准选好的解题方式,才能省时省力又有成效。
近几年各地高考数学试卷中,许多方面尤其涉及函数题目,采纳构造函数法解答是一个不错的选择。
所谓构造函数法是指通过必然方式,设计并构造一个与有待解答问题相关函数,并对其进行观看分析,借助函数本身性质如单调性或利用运算结果,解决原问题方式,简而言之确实是构造函数解答问题。
如何合理的构造函数确实是问题的关键,那个地址咱们来一路探讨一下这方面问题。
几种导数的常见构造:1.关于()()x g x f ''>,构造()()()x g x f x h -=假设碰到()()0'≠>a a x f ,那么可构()()ax x f x h -=2.关于()()0''>+x g x f ,构造()()()x g x f x h +=3.关于'()()0f x f x +>,构造()()x f e x h x =4.关于'()()f x f x > [或'()()0f x f x ->],构造()()x f x h x e =5.关于()()0'>+x f x xf ,构造()()x xf x h =6.关于()()0'>-x f x xf ,构造()()xx f x h = 一、构造函数法比较大小例1.已知函数()y f x =的图象关于y 轴对称,且当(,0),()'()0x f x xf x ∈-∞+<成立,0.20.22(2)a f =,log 3(log 3)b f ππ=,33log 9(log 9)c f =,那么,,a b c 的大小关系是 ( ).A a b c >> .B a c b >> .C c b a >> .D b a c >>【解析】因为函数()y f x =关于y 轴对称,因此函数()y xf x =为奇函数.因为[()]'()'()xf x f x xf x =+,因此当(,0)x ∈-∞时,[()]'()'()0xf x f x xf x =+<,函数()y xf x =单调递减,当(0,)x ∈+∞时,函数()y xf x =单调递减.因为0.2122<<,0131og π<<,3192og =,因此0.23013219og og π<<<,因此b a c >>,选D.变式: 已知概念域为R 的奇函数()f x 的导函数为'()f x ,当0x ≠时,()'()0f x f x x +>,若111(),2(2),ln (ln 2)222a fb fc f ==--=,那么以下关于,,a b c 的大小关系正确的选项是( D ) .A a b c >> .B a c b >> .C c b a >> .D b a c>> 例2.已知()f x 为R 上的可导函数,且x R ∀∈,均有()()f x f x '>,那么有A .2016(2016)(0)e f f -<,2016(2016)(0)f e f >B .2016(2016)(0)e f f -<,2016(2016)(0)f e f <C .2016(2016)(0)e f f ->,2016(2016)(0)f e f >D .2016(2016)(0)e f f ->,2016(2016)(0)f e f < 【解析】构造函数()(),x f x g x e=则2()()()()()()()x x x x f x e e f x f x f x g x e e '''--'==, 因为,x ∀∈R 均有()()f x f x '>,而且0x e >,因此()0g x '<,故函数()()x f x g x e =在R 上单调递减, 因此(2016)(0)(2016)(0)g g g g -><,,即20162016(2016)(2016)(0)(0)f f f f e e--><,, 也确实是20162016(2016)(0)(2016)(0)e f f f e f -><,,应选D .变式: 已知函数()f x 为概念在R 上的可导函数,且()'()f x f x <关于任意x R ∈恒成立,e 为自然对数的底数,那么( C )2016.(1)(0)(2016)(0)A f e f f e f >⋅<⋅、 2016.(1)(0)(2016)(0)B f e f f e f <⋅>⋅、2016.(1)(0)(2016)(0)C f e f f e f >⋅>⋅、 2016.(1)(0)(2016)(0)D f e f f e f <⋅<⋅、例3.在数列{}n a 中,1()n 1,()n n a n N +*=+∈.则数列{}n a 中的最大项为( ).ABCD .不存在【解析】由已知1a =2a =3a =4a 易患12234,......a a a a a <>>>. 猜想当2n ≥时,{}n a 是递减数列又由11n n a n +=+知ln(1)ln 1n n a n +=+,令ln ()x f x x =, 则221ln 1ln ()x x x x f x x x⋅--'== ∴当3x ≥时,ln 1x >,那么1ln 0x -<,即()0f x '<∴()f x 在[)3,+∞内为单调递减函数,2n ∴≥时,{}ln n a 是递减数列,即{}n a 是递减数列又12a a <,∴数列{}n a 中的最大项为2a 应选B .练习1.已知函数)(x f y =对任意的)22(ππ,-∈x 知足()cos ()sin 0f x x f x x '+>,则( )A .)4(2)0(πf f > B. )3(2)0(π-<f f C. )4()3(2ππf f < D. )4()3(2ππ-<-f f 提示:构造函数()()cos f x g x x=,选D .二、构造函数法解恒成立问题例1.假设函数y =)(x f 在R 上可导且知足不等式()()0xf x f x '+>恒成立,对任意正数a 、b ,假设a b <,那么必有( )A .()()af b bf a <B .()()bf a af b <C .()()af a bf b <D .()()bf b af a <【解析】由已知()()0xf x f x '+> ∴构造函数 )()(x xf x F =,那么()F x '=()()0xf x f x '+>, 从而)(x F 在R 上为增函数。
导数压轴题-----题型解法归纳一、导数在高考中旳地位:常作为压轴题来考察,尤其是解答题,至少占到14分;当然在选择题或者是填空题里也会出现1~2道,因此高考试卷中它占到了20分左右旳比重二、导数可以结合考察旳知识点:1、数列;2、不等式与方程;3、函数;4、解析几何其中最常见旳就是和函数、不等式旳结合,处理此类题目旳汉族到思想是构造新函数,运用导数求解单调性,进而证明不等式或者最值又或者是参数旳范围等等。
三、题型归纳:(新题、难题、考察知识点总结)(一)基础题目小试身手1.(不等式、函数旳性质)已知函数mxx x f ++=21ln )((Ⅰ)为定义域上旳单调函数,求实数旳取值范围;)(x f m (Ⅱ)当时,求函数旳最大值;1-=m )(x f (Ⅲ)当时,且,证明:1=m 10≤<≤a b 2)()(34<--<ba b f a f 2.(不等式恒成立问题)设函数.),10(3231)(223R b a b x a ax x x f ∈<<+-+-=(Ⅰ)求函数f (x )旳单调区间和极值;(Ⅱ)若对任意旳不等式恒成立,求旳取值范围],2,1[++∈a a x a x f ≤)('a 3.(导数旳简朴应用)已知函数xx f ln )(= (Ⅰ)若,求旳极大值;)()()(R a xa x f x F ∈+=)(x F (Ⅱ)若在定义域内单调递减,求满足此条件旳实数kx x f x G -=2)]([)(旳取值范围k 4.(不等式旳证明)已知函数.x x x f -+=)1ln()((1)求函数旳单调递减区间;(2)若,求证:≤≤)(x f 1->x 111+-x )1ln(+x x5、(不等式、存在性问题)已知,,)0,[),ln()(e x x ax x f -∈--=xx x g )ln()(--=其中是自然常数,e Ra ∈(1)讨论时, 旳单调性、极值;1-=a )(x f (2)求证:在(1)旳条件下,21)()(+>x g x f (3)与否存在实数,使旳最小值是3,若存在,求出旳值;若不a )(x f a 存在,阐明理由。
高考数学玩转压轴题专题6.1 导数中的构造函数编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(高考数学玩转压轴题专题6.1 导数中的构造函数)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为高考数学玩转压轴题专题6.1导数中的构造函数的全部内容。
专题6.1 导数中的构造函数【题型综述】函数与方程思想、转化与化归思想是高中数学思想中比较重要的两大思想,而构造函数的解题思路恰好是这两种思想的良好体现,尤其是在导数题型中.在导数小题中构造函数的常见结论:出现()()nf x xf x '+形式,构造函数()()F n x x f x =;出现()()xf x nf x '-形式,构造函数()()F n f x x x =;出现()()f x nf x '+形式,构造函数()()F nx x e f x =;出现()()f x nf x '-形式,构造函数()()F nx f x x e=.【题型综述】一、利用()f x 进行抽象函数构造 1.利用()f x 与x 构造 常用构造形式有()xf x ,()f x x;这类形式是对u v ⋅,uv 型函数导数计算的推广及应用,我们对u v ⋅,u v 的导函数观察可得知,u v ⋅型导函数中体现的是“+”法,uv型导函数中体现的是“-”法,由此,我们可以猜测,当导函数形式出现的是“+"法形式时,优先考虑构造u v ⋅型,当导函数形式出现的是“-”法形式时,优先考虑构造uv.例1、()f x 是定义在R 上的偶函数,当0x <时,()()0f x xf x '+<,且()40f -=,则不等式()0xf x >的解集为 .【思路引导】出现“+"形式,优先构造()()F x xf x =,然后利用函数的单调性、奇偶性和数形结合求解即可.2.利用()f x 与x e 构造()f x 与x e 构造,一方面是对u v ⋅,uv函数形式的考察,另外一方面是对()x x e e '=的考察.所以对于()()f x f x '±类型,我们可以等同()xf x ,()f x x的类型处理, “+”法优先考虑构造()()F xx f x e =⋅, “-”法优先考虑构造()()F x f x x e=.例2、已知()f x 是定义在(),-∞+∞上的函数,导函数()f x '满足()()f x f x '<对于R x ∈恒成立,则( )A .()()220f e f >,()()201420140f e f >B .()()220f e f <,()()201420140f e f >C .()()220f e f >,()()201420140f e f < D.()()220f e f <,()()201420140f e f < 【思路引导】满足“()()0f x f x '-<”形式,优先构造()()F xf x x e=,然后利用函数的单调性和数形结合求解即可.注意选项的转化.3.利用()f x 与sin x ,cos x 构造sin x ,cos x 因为导函数存在一定的特殊性,所以也是重点考察的范畴,我们一起看看常考的几种形式.()()F sin x f x x =,()()()F sin cos x f x x f x x ''=+;()()F sin f x x x =,()()()2sin cos F sin f x x f x xx x'-'=; ()()F cos x f x x =,()()()F cos sin x f x x f x x ''=-;()()F cos f x x x =,()()()2cos sin F cos f x x f x xx x'+'=.例3、已知函数()y f x =对于任意,22x ππ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭满足()()cos sin 0f x x f x x '+>(其中()f x '是函数()f x 的导函数),则下列不等式不成立的是( )A .234f f ππ⎛⎫⎛⎫<⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ B.234f f ππ⎛⎫⎛⎫-<- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭C.()024f f π⎛⎫< ⎪⎝⎭D.()023f fπ⎛⎫< ⎪⎝⎭【思路引导】满足“()()cos sin 0f x x f x x '+>”形式,优先构造()()F cos f x x x=,然后利用函数的单调性和数形结合求解即可.注意选项的转化.二、构造具体函数关系式构造这类题型需要根据题意构造具体的函数关系式,通过具体的关系式去解决不等式及求值问题.例4、α,,22ππβ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,且sin sin 0ααββ->,则下列结论正确的是( )A.αβ> B .22αβ> C.αβ< D.0αβ+>【思路引导】构造函数()sin f x x x =,然后利用函数的单调性和数形结合求解即可.【解析】构造()sin f x x x =形式,则()sin cos f x x x x '=+,0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时导函数()0f x '≥,()f x 单调递增;,02x π⎡⎫∈-⎪⎢⎣⎭时导函数()0f x '<,()f x 单调递减.又()f x 为偶函数,根据单调性和图象可知选B .【同步训练】1、设()f x 是定义在R 上的偶函数,且()10f =,当0x <时,有()()0xf x f x '->恒成立,则不等式()0f x >的解集为 . 【思路引导】出现“-"形式,优先构造()()F f x x x=,然后利用函数的单调性、奇偶性和数形结合求解即可.【详细解析】构造()()F f x x x =,则()()()2F f x x f x x x'⋅-'=,当0x <时,()()0xf x f x '->,可以推出0x <,()F 0x '>,()F x 在(),0-∞上单调递增.()f x 为偶函数,x 为奇函数,所以()F x 为奇函数,∴()F x 在()0,+∞上也单调递减.根据()10f =可得()F 10=,根据函数的单调性、奇偶性可得函数图象,根据图象可知()0f x >的解集为()(),11,-∞-+∞.2、已知偶函数()f x (0x ≠)的导函数为()f x ',且满足()10f -=,当0x >时,()()2f x xf x '>,则使得()0f x >成立的x 的取值范围是 . 【思路引导】满足“()()xf x nf x '-”形式,优先构造()()F nf x x x =,然后利用函数的单调性、奇偶性和数形结合求解即可.3、设()f x 是定义在R 上的奇函数,在(),0-∞上有()()2220xf x f x '+<,且()20f -=,则不等式()20xf x <的解集为 .【思路引导】满足“()()xf x nf x '+"形式,优先构造()()F 2x xf x =,然后利用函数的单调性、奇偶性和数形结合求解即可.注意()20f -=和()F x 的转化.【详细解析】构造()()F 2x xf x =,则()()()F 222x xf x f x ''=+,当0x <时,()()()F 2220x xf x f x ''=+<,可以推出0x <,()F 0x '<,()F x 在(),0-∞上单调递减.()f x 为奇函数,x 为奇函数,所以()F x 为偶函数,∴()F x 在()0,+∞上单调递增.根据()20f -=可得()F 10-=,根据函数的单调性、奇偶性可得函数图象,根据图象可知()20xf x <的解集为()()1,00,1-.4、若定义在R 上的函数()f x 满足()()20f x f x '->,()01f =,则不等式()2x f x e >的解集为 .【思路引导】满足“()()20f x f x '->”形式,优先构造()()2F xf x x e =,然后利用函数的单调性和数形结合求解即可.5、已知函数()f x 在R 上可导,其导函数()f x ',若()f x 满足:()()()10x f x f x '-->⎡⎤⎣⎦,()()222xf x f x e--=,则下列判断一定正确的是( ) A.()()10f f < B .()()220f e f >C .()()330f e f >D.()()440f e f <【思路引导】满足“()()f x f x '-”形式,优先构造()()F xf x x e =,然后利用函数的单调性和数形结合求解即可.注意选项的转化.【详细解析】构造()()F x f x x e =形式,则()()()()()2F x x x xe f x e f x f x f x x e e ''--'==,导函数()f x '满足()()()10x f x f x '-->⎡⎤⎣⎦,则1x ≥时()F 0x '≥,()F x 在[)1,+∞上单调递增.当1x <时()F 0x '<,()F x 在(],1-∞上单调递减.又由()()()()()222F 2F F x f x f x e x x x --=⇔-=⇒关于1x =对称,根据单调性和图象,可知选C.6、等比数列{}n a 中,12a =,84a =,函数()()()()128f x x x a x a x a =--⋅⋅⋅-,则()0f '=( ) A .62 B.92 C .122 D .152【思路引导】构造函数()()f x xg x =,然后利用整体代换思想和数列的性质求解即可. 【详细解析】令()()()()128g x x a x a x a =--⋅⋅⋅-形式,则()()f x xg x =,()()()f x g x xg x ''=+,∴()()()41212800242f g a a a '==⋅⋅⋅⋅⋅⋅=⨯=,故选C .7、已知实数a ,b ,c 满足2111a a e cb d --==-,其中e 是自然对数的底数,那么()()22a cb d -+-的最小值为( )A.8B.10 C .12 D .18【思路引导】把()()22a cb d -+-看成两点距离的平方,然后利用数形结合以及点到直线的距离即可.以上就是本文的全部内容,可以编辑修改。
专题18 构造函数法解决导数问题1.以抽象函数为背景、题设条件或所求结论中具有“f (x )±g (x ),f (x )g (x ),f (x )g (x )”等特征式、旨在考查导数运算法则的逆向、变形应用能力的客观题,是高考试卷中的一位“常客”,常以压轴题的形式出现,解答这类问题的有效策略是将前述式子的外形结构特征与导数运算法则结合起来,合理构造出相关的可导函数,然后利用该函数的性质解决问题.2.(1)当题设条件中存在或通过变形出现特征式“f ′(x )±g ′(x )”时,不妨联想、逆用“f ′(x )±g ′(x )=[f (x )±g (x )]′”.构造可导函数y =f (x )±g (x ),然后利用该函数的性质巧妙地解决问题. (2)当题设条件中存在或通过变形出现特征式“f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x )”时,可联想、逆用“f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x )=[f (x )g (x )]′”,构造可导函数y =f (x )g (x ),然后利用该函数的性质巧妙地解决问题.(3)当题设条件中存在或通过变形出现特征式“f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )”时,可联想、逆用“f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )[g (x )]2=⎣⎡⎦⎤f (x )g (x )′”,构造可导函数y =f (x )g (x ),再利用该函数的性质巧妙地解决问题. 3.构造函数解决导数问题常用模型(1)条件:f ′(x )>a (a ≠0):构造函数:h (x )=f (x )-ax . (2)条件:f ′(x )±g ′(x )>0:构造函数:h (x )=f (x )±g (x ). (3)条件:f ′(x )+f (x )>0:构造函数:h (x )=e x f (x ). (4)条件:f ′(x )-f (x )>0:构造函数:h (x )=f (x )e x .(5)条件:xf ′(x )+f (x )>0:构造函数:h (x )=xf (x ). (6)条件:xf ′(x )-f (x )>0:构造函数:h (x )=f (x )x.题型一 构造y =f (x )±g (x )型可导函数1.设奇函数f (x )是R 上的可导函数,当x >0时有f ′(x )+cos x <0,则当x ≤0时,有()A .f (x )+sin x ≥f (0)B .f (x )+sin x ≤f (0)C .f (x )-sin x ≥f (0)D .f (x )-sin x ≤f (0)解析:观察条件中“f ′(x )+cos x ”与选项中的式子“f (x )+sin x ”,发现二者之间是导函数与原函数之间的关系,于是不妨令F (x )=f (x )+sin x ,因为当x >0时,f ′(x )+cos x <0,即F ′(x )<0,所以F (x )在(0,+∞)上单调递减,又F (-x )=f (-x )+sin(-x )=-[f (x )+sin x ]=-F (x ),所以F (x )是R 上的奇函数,且F (x )在(-∞,0)上单调递减,F (0)=0,并且当x ≤0时有F (x )≥F (0),即f (x )+sin x ≥f (0)+sin 0=f (0),故选A.2.设定义在R 上的函数f (x )满足f (0)=-1,其导函数f ′(x )满足f ′(x )>k >1,则下列结论一定错误的是()A .f ⎝⎛⎭⎫1k <1kB .f ⎝⎛⎭⎫1k >1k -1C .f ⎝⎛⎭⎫1k -1<1k -1D .f ⎝⎛⎭⎫1k -1>1k -1解析:根据条件式f ′(x )>k 得f ′(x )-k >0,可以构造F (x )=f (x )-kx ,因为F ′(x )=f ′(x )-k >0,所以F (x )在R 上单调递增.又因为k >1,所以1k -1>0,从而F ⎝⎛⎭⎫1k -1>F (0),即f ⎝⎛⎭⎫1k -1-kk -1>-1, 移项、整理得f ⎝⎛⎭⎫1k -1>1k -1,因此选项C 是错误的,故选C.3.已知定义域为R 的函数f (x )的图象经过点(1,1),且对于任意x ∈R ,都有f ′(x )+2>0, 则不等式f (log 2|3x -1|)<3-log2|3x-1|的解集为()A .(-∞,0)∪(0,1)B .(0,+∞)C .(-1,0)∪(0,3)D .(-∞,1)解析:根据条件中“f ′(x )+2”的特征,可以构造F (x )=f (x )+2x ,则F ′(x )=f ′(x )+2>0, 故F (x )在定义域内单调递增,由f (1)=1,得F (1)=f (1)+2=3,因为由f (log 2|3x -1|)<3-log2|3x-1|可化为f (log 2|3x -1|)+2log 2|3x -1|<3,令t =log 2|3x -1|,则f (t )+2t <3.即F (t )<F (1),所以t <1.即log 2|3x -1|<1, 从而0<|3x -1|<2,解得x <1且x ≠0,故选A.4.设定义在R 上的函数f (x )满足f (1)=2,f ′(x )<1,则不等式f (x 2)>x 2+1的解集为________. 解析:由条件式f ′(x )<1得f ′(x )-1<0,待解不等式f (x 2)>x 2+1可化为f (x 2)-x 2-1>0, 可以构造F (x )=f (x )-x -1,由于F ′(x )=f ′(x )-1<0,所以F (x )在R 上单调递减. 又因为F (x 2)=f (x 2)-x 2-1>0=2-12-1=f (12)-12-1=F (12),所以x 2<12,解得-1<x <1, 故不等式f (x 2)>x 2+1的解集为{x |-1<x <1}.5.定义在R 上的函数f (x ),满足f (1)=1,且对任意x ∈R 都有f ′(x )<12,则不等式f (lg x )>lg x +12的解集为__________.解析:由题意构造函数g (x )=f (x )-12x ,则g ′(x )=f ′(x )-12<0,所以g (x )在定义域内是减函数.因为f (1)=1,所以g (1)=f (1)-12=12,由f (lg x )>lg x +12,得f (lg x )-12lg x >12.即g (lg x )=f (lg x )-12lg x >12=g (1),所以lg x <1,解得0<x <10. 所以原不等式的解集为(0,10).题型二 构造f (x )·g (x )型可导函数1.设函数f (x ),g (x )分别是定义在R 上的奇函数和偶函数,当x <0时,f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x )>0,且g (3)=0,则不等式f (x )g (x )>0的解集是()A .(-3,0)∪(3,+∞)B .(-3,0)∪(0,3)C .(-∞,-3)∪(3,+∞)D .(-∞,-3)∪(0,3)解析:利用构造条件中“f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x )”与待解不等式中“f (x )g (x )”两个代数式之间的关系, 可构造函数F (x )=f (x )g (x ),由题意可知,当x <0时,F ′(x )>0,所以F (x )在(-∞,0)上单调递增. 又因为f (x ),g (x )分别是定义在R 上的奇函数和偶函数,所以F (x )是定义在R 上的奇函数, 从而F (x )在(0,+∞)上单调递增,而F (3)=f (3)g (3)=0,所以F (-3)=-F (3), 结合图象可知不等式f (x )g (x )>0⇔F (x )>0的解集为(-3,0)∪(3,+∞),故选A.2.设y =f (x )是(0,+∞)上的可导函数,f (1)=2,(x -1)[2f (x )+xf ′(x )]>0(x ≠1)恒成立.若曲线f (x )在点(1,2)处的切线为y =g (x ),且g (a )=2 018,则a 等于()A .-501B .-502C .-503D .-504解析:由“2f (x )+xf ′(x )”联想到“2xf (x )+x 2f ′(x )”,可构造F (x )=x 2f (x )(x >0).由(x -1)[2f (x )+xf ′(x )]>0(x ≠1)可知,当x >1时,2f (x )+xf ′(x )>0,则F ′(x )=2xf (x )+x 2f ′(x )>0, 故F (x )在(1,+∞)上单调递增;当0<x <1时,2f (x )+xf ′(x )<0,则F ′(x )=2xf (x )+x 2f ′(x )<0, 故F (x )在(0,1)上单调递减,所以x =1为极值点,则F ′(1)=2×1×f (1)+12f ′(1)=2f (1)+f ′(1)=0. 由f (1)=2可得f ′(1)=-4,曲线f (x )在点(1,2)处的切线为y -2=-4(x -1),即y =6-4x , 故g (x )=6-4x ,g (a )=6-4a =2 018,解得a =-503,故选C.3.设定义在R 上的函数f (x )满足f ′(x )+f (x )=3x 2e -x ,且f (0)=0,则下列结论正确的是()A .f (x )在R 上单调递减B .f (x )在R 上单调递增C .f (x )在R 上有最大值D .f (x )在R 上有最小值解析:根据条件中“f ′(x )+f (x )”的特征,可以构造F (x )=e x f (x ),则有F ′(x )=e x [f ′(x )+f (x )]=e x ·3x 2e -x =3x 2,故F (x )=x 3+c (c为常数),所以f (x )=x 3+c e x ,又f (0)=0,所以c =0,f (x )=x 3e x .因为f ′(x )=3x 2-x 3e x,易知f (x )在区间(-∞,3]上单调递增,在[3,+∞)上单调递减,f (x )max =f (3)=27e 3,无最小值,故选C.4.已知f (x )是定义在R 上的增函数,其导函数为f ′(x ),且满足f (x )f ′(x )+x <1,则下列结论正确的是()A .对于任意x ∈R ,f (x )<0B .对于任意x ∈R ,f (x )>0C .当且仅当x ∈(-∞,1)时,f (x )<0D .当且仅当x ∈(1,+∞)时,f (x )>0解析:因为函数f (x )在R 上单调递增,所以f ′(x )≥0,又因为f (x )f ′(x )+x <1,则f ′(x )≠0,综合可知f ′(x )>0.又因为f (x )f ′(x )+x <1,则f (x )+xf ′(x )<f ′(x ),即f (x )+(x -1)f ′(x )<0,根据“f (x )+(x -1)f ′(x )”的特征,构造函数F (x )=(x -1)f (x ),则F ′(x )<0,故函数F (x )在R 上单调递减,又F (1)=(1-1)f (1)=0,所以当x >1时,x -1>0,F (x )<0,故f (x )<0.又因为f (x )是定义在R 上的增函数, 所以当x ≤1时,f (x )<0,因此对于任意x ∈R ,f (x )<0,故选A.5.若定义在R 上的函数f (x )满足f ′(x )+f (x )>2,f (0)=5,则不等式f (x )<3e x +2的解集为________.解析:因为f ′(x )+f (x )>2,所以f ′(x )+f (x )-2>0,不妨构造函数F (x )=e x f (x )-2e x .因为F ′(x )=e x [f ′(x )+f (x )-2]>0,所以F (x )在R 上单调递增.因为f (x )<3e x +2,所以e xf (x )-2e x <3,即F (x )<3,又因为F (0)=e 0f (0)-2e 0=3,所以F (x )<F (0),则x <0, 故不等式f (x )<3ex +2的解集为(-∞,0).6.设函数f (x )在R 上的导函数为f ′(x ),且2f (x )+xf ′(x )>x 2,则下列不等式在R 上恒成立的是()A .f (x )>0B .f (x )<0C .f (x )>xD .f (x )<x解析:令g (x )=x 2f (x )-14x 4,则g ′(x )=2xf (x )+x 2f ′(x )-x 3=x [2f (x )+xf ′(x )-x 2].当x >0时,g ′(x )>0,∴g (x )>g (0),即x 2f (x )-14x 4>0,从而f (x )>14x 2>0;当x <0时,g ′(x )<0,∴g (x )>g (0),即x 2f (x )-14x 4>0,从而f (x )>14x 2>0;当x =0时,由题意可得2f (0)>0,∴f (0)>0.综上可知,f (x )>0.7.已知定义在R 上的函数f (x )满足f (x )+2f ′(x )>0恒成立,且f (2)=1e (e 为自然对数的底数),则不等式e x f (x )-e 2x >0的解集为________.解析:由f (x )+2f ′(x )>0得2⎣⎡⎦⎤12f (x )+f ′(x )>0,可构造函数h (x )=e 2xf (x ), 则h ′(x )=12e 2x [f (x )+2f ′(x )]>0,所以函数h (x )=e 2xf (x )在R 上单调递增,且h (2)=e f (2)=1.不等式e xf (x )-e 2x >0等价于e 2x f (x )>1,即h (x )>h (2)⇒x >2, 所以不等式e x f (x )-e 2x >0的解集为(2,+∞).题型三 构造f (x )g (x )型可导函数 1.设f ′(x )是奇函数f (x )(x ∈R)的导函数,f (-1)=0, 当x >0时,xf ′(x )-f (x )<0,则使得f (x )>0成立的x 的取值范围是()A .(-∞,-1)∪(0,1)B .(-1,0)∪(1,+∞)C .(-∞,-1)∪(-1,0)D .(0,1)∪(1,+∞)解析:令g (x )=f (x )x ,则g ′(x )=xf ′(x )-f (x )x 2.由题意知,当x >0时,g ′(x )<0,∴g (x )在(0,+∞)上是减函数.∵f (x )是奇函数,f (-1)=0,∴f (1)=-f (-1)=0,∴g (1)=f (1)=0, ∴当x ∈(0,1)时,g (x )>0,从而f (x )>0;当x ∈(1,+∞)时,g (x )<0,从而f (x )<0. 又∵f (x )是奇函数,∴当x ∈(-∞,-1)时,f (x )>0;当x ∈(-1,0)时,f (x )<0. 综上,所求x 的取值范围是(-∞,-1)∪(0,1).2.已知f (x )为定义在(0,+∞)上的可导函数,且f (x )>xf ′(x ),则不等式x 2f ⎝⎛⎭⎫1x -f (x )<0的解集为________. 解析:因为f (x )>xf ′(x ),所以xf ′(x )-f (x )<0,根据“xf ′(x )-f (x )”的特征,可以构造函数F (x )=f (x )x ,则F ′(x )=xf ′(x )-f (x )x 2<0,故F (x )在(0,+∞)上单调递减.又因为x >0,所以x 2f ⎝⎛⎭⎫1x -f (x )<0可化为xf ⎝⎛⎭⎫1x -f (x )x <0,即f ⎝⎛⎭⎫1x 1x -f (x )x <0,即f⎝⎛⎭⎫1x 1x <f (x )x,即F ⎝⎛⎭⎫1x <F (x ), 所以⎩⎪⎨⎪⎧x >0,1x >x ,解得0<x <1,故不等式x 2f ⎝⎛⎭⎫1x -f (x )<0的解集为(0,1). 3.已知f (x )为R 上的可导函数,且∀x ∈R ,均有f (x )>f ′(x ),则有()A .e 2 019f (-2 019)<f (0),f (2 019)>e 2 019f (0)B .e 2 019f (-2 019)<f (0),f (2 019)<e 2 019f (0)C .e 2 019f (-2 019)>f (0),f (2 019)>e 2 019f (0)D .e 2 019f (-2 019)>f (0),f (2 019)<e 2 019f (0)解析:构造函数h (x )=f (x )e x ,则h ′(x )=f ′(x )-f (x )e x <0,即h (x )在R 上单调递减,故h (-2 019)>h (0),即f (-2 019)e-2 019>f (0)e 0⇒e 2 019f (-2 019)>f (0);同理,h (2 019)<h (0),即f (2 019)<e 2 019f (0),故选D. 4.已知定义在R 上函数f (x ),g (x )满足:对任意x ∈R ,都有f (x )>0,g (x )>0,且f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )<0. 若a ,b ∈R +且a ≠b ,则有() A .f ⎝⎛⎭⎫a +b 2g ⎝⎛⎭⎫a +b 2>f (ab )g (ab )B .f ⎝⎛⎭⎫a +b 2g ⎝⎛⎭⎫a +b 2<f (ab )g (ab )C .f ⎝⎛⎭⎫a +b 2g (ab )>g ⎝⎛⎭⎫a +b 2f (ab )D .f ⎝⎛⎭⎫a +b 2g (ab )<g ⎝⎛⎭⎫a +b 2f (ab )解析:根据条件中“f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )”的特征,可以构造函数F (x )=f (x )g (x ),因为f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )<0,所以F ′(x )=f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )[g (x )]2<0,F (x )在R 上单调递减.又因为a +b 2>ab ,所以F ⎝⎛⎭⎫a +b 2<F (ab ),即f ⎝⎛⎭⎫a +b 2g⎝⎛⎭⎫a +b 2<f (ab )g (ab ),所以f ⎝⎛⎭⎫a +b 2g (ab )<g ⎝⎛⎭⎫a +b 2·f (ab ),故选D.5.设f ′(x )是函数f (x )(x ∈R)的导函数,且满足xf ′(x )-2f (x )>0,若在△ABC 中,角C 为钝角,则()A .f (sin A )·sin 2B >f (sin B )·sin 2A B .f (sin A )·sin 2B <f (sin B )·sin 2AC .f (cos A )·sin 2B >f (sin B )·cos 2AD .f (cos A )·sin 2B <f (sin B )·cos 2A 解析:根据“xf ′(x )-2f (x )”的特征,可以构造函数F (x )=f (x )x2,则有F ′(x )=x 2f ′(x )-2xf (x )x 4=x [xf ′(x )-2f (x )]x 4,所以当x >0时,F ′(x )>0,F (x )在(0,+∞)上单调递增.因为π2<C <π,所以0<A +B <π2,0<A <π2-B ,则有1>cos A >cos ⎝⎛⎭⎫π2-B =sin B >0,所以F (cos A )>F (sin B ),即f (cos A )cos 2A >f (sin B )sin 2B,f (cos A )·sin 2B >f (sin B )·cos 2A ,故选C.6.定义在R 上的函数f (x )满足:f ′(x )>f (x )恒成立,若x 1<x 2,则e x 1f (x 2)与e x2f (x 1)的大小关系为()A .e x 11f (x 2)>e x 2f (x 1)B .e x 1f (x 2)<e x2f (x 1)C .e x 1f (x 2)=e x 2f (x 1)D .e x 1f (x 2)与e x2f (x 1)的大小关系不确定解析:设g (x )=f (x )e x ,则g ′(x )=f ′(x )e x -f (x )e x (e x )2=f ′(x )-f (x )e x ,由题意知g ′(x )>0,所以g (x )单调递增,当x 1<x 2时,g (x 1)<g (x 2),即f (x 1)e x 1<f (x 2)e x 2,所以e x 1f (x 2)>e x2f (x 1).专项突破练构造函数法解决导数问题一、单选题1.已知()f x 是定义在R 上的偶函数,()f x '是()f x 的导函数,当0x ≥时,()20f x x '->,且()13f =,则()22f x x >+的解集是()A .()()1,01,-⋃+∞B .()(),11,-∞-⋃+∞C .()()1,00,1-D .()(),10,1-∞-⋃【解析】令()()2g x f x x =-,因为()f x 是定义在R 上的偶函数,所以()()f x f x -=,则()()()()2g x f x g x x ---==-,所以函数()g x 也是偶函数,()()2g x f x x ''=-,因为当0x ≥时,()20f x x '->,所以当0x ≥时,()()20g x f x x '-=≥',所以函数()g x 在()0,∞+上递增,不等式()22f x x >+即为不等式()2g x >,由()13f =,得()12g =,所以()()1g x g >,所以1x >,解得1x >或1x <-,所以()22f x x >+的解集是()(),11,-∞-⋃+∞.故选:B.2.定义在R 上的函数()f x 的图象是连续不断的一条曲线,且()()2f x f x x -+=,当0x <时,()f x x '<,则不等式()()112f x f x x +≥-+的解集为() A .1,12⎡⎫-⎪⎢⎣⎭B .1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭C .12,2⎛⎫- ⎪⎝⎭D .1,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦【解析】设()()212g x f x x =-,根据题意,()()()()221122g x f x x x f x g x -=--=-=-,所以()g x 为R 上的奇函数,当0x <时,()()0g x f x x ''=-<,因为()g x 在R 上的图象连续不断,所以()g x 为R 上的减函数,()()112f x f x x +≥-+可化为()()()2211111222g x x g x x x ++≥-+-+, 即()()1g x g x ≥-,所以1x x ≤-,故不等式的解集为1,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦.故选:D.3.()f x 是定义在R 上的函数,()f x '是()f x 的导函数,已知()()f x f x '>,且()32e f =,()1e f =,则不等式()2121e0x f x --->的解集为() A .(),1-∞-B .3,2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭C .()1,+∞D .3,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭【解析】令函数()()x f x g x =e ,则()()()e xf x f xg x '-'=.因为()()f x f x '>,所以()0g x '>, ()g x 在R 上单调递增.又()()111ef g ==,而()2121e0x f x --->等价于()21211e x f x -->,即()()211g x g ->,所以211x ->,解得1x >.故选:C.4.已知函数()f x 是定义在R 上的奇函数,()20f =,当0x >时,有()()0xf x f x '->成立,则不等式()0xf x >的解集是()A .()()22-∞-⋃+∞,, B .()()202-⋃+∞,, C .()()202-∞-⋃,, D .()2+∞,【解析】()()0xf x f x '->成立设()()f xg x x=, 则()()()()20f x f x x f x g x x x ''⎡⎤-'==>⎢⎥⎣⎦,即0x >时()g x 是增函数, 当2x >时,()()20g x g >=,此时()0f x >;02x <<时,()()20g x g <=,此时()0f x <. 又()f x 是奇函数,所以20x -<<时,()()0f x f x =-->;2x <-时()()0f x f x =-->则不等式()0x f x ⋅>等价为()00f x x >⎧⎨>⎩或()00f x x <⎧⎨<⎩,可得2x >或2x <-,则不等式()0xf x >的解集是()()22-∞-⋃+∞,,,故选:A . 5.已知函数()1y f x =-的图像关于直线1x =对称,且当(),0x ∈-∞,()()0f x xf x '+<成立,若()1.5 1.522a f =,()()ln3ln3b f =,112211log log 44c f ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则() A .a b c >>B .b a c >>C .c a b >>D .b c a >>【解析】函数()1y f x =-的图像关于直线1x =对称,可知函数()y f x =的图像关于直线0x =对称, 即()y f x =为偶函数,构造()()g x xf x =,当(),0x ∈-∞,()()()0g x f x xf x =+'<', 故()y g x =在(),0∞-上单调递减,且易知()g x 为奇函数,故()y g x =在()0,∞+上单调递减,由 1.512122log ln 304>=>>,所以()()1.51212log ln34g g g ⎛⎫<< ⎪⎝⎭.故选:D. 6.已知函数()f x 的定义域为()0,+∞,且满足()()0f x xf x '+>(f x 是()f x 的导函数),则不等式()()()2111x f x f x --<+的解集为()A .(),2-∞B .()1,+∞C .1,2D .1,2【解析】令()()g x xf x =,则()()()0g x f x xf x ''=+>,即()g x 在()0,+∞上递增,又10x +>,则()()()2111x f x f x --<+等价于22(1)(1)(1)(1)x f x x f x --<++,即2(1)(1)g x g x -<+,所以22101011x x x x ⎧->⎪+>⎨⎪-<+⎩,解得12x <<,原不等式解集为1,2.故选:C7.已知f (x )为定义在R 上的可导函数,()f x '为其导函数,且()()f x f x '<恒成立,其中e 是自然对数的底数,则() A .()()20222023f ef < B .()()20222023ef f < C .()()20222023ef f = D .()()20222023ef f >【解析】设函数()()x f x g x e =,可得()()()xf x f xg x e '-'=, 因为()()f x f x '<,可得()()0f x f x '->,所以()0g x '>,可得()g x 单调递增, 则()()2022202320222023f f e e <,即()()20222023ef f <.故选:B. 8.已知函数()f x 的定义域为()0,∞+,其导函数为()f x ',若()()2xf x f x '>,则下列式子一定成立的是() A .()()422f f >B .()()442f f >C .()()24e 2>f fD .()()44e 2f f >【解析】令2()()(0)f x g x x x =>,则3()2(())xf x x x f x g '-=',又不等式()()2xf x f x '>恒成立,所以()()20xf x f x '->,即()0g x '>,所以()g x 在(0,)+∞单调递增, 故()()24g g <,即()()224242f f >,所以()()442f f >,故选:B . 9.已知函数()f x 为R 上的可导函数,其导函数为()f x ',且满足()()1f x f x '+<恒成立,()02022f =,则不等式()2021e 1xf x -<+的解集为()A .()e,+∞B .(),e -∞C .(),0∞-D .()0,∞+【解析】构造函数()e [()1]x g x f x =-,(0)(0)12021g f =-=,则()e [()()1]0x g x f x f x '=+'-<,故()e [()1]x g x f x =-为R 上的单调减函数,不等式()2021e 1-<+xf x ,即[()1e 2021}x f x -<,即()(0)g x g <,0x ∴>,故选:D10.已知定义在R 上的函数()f x ,()f x '为其导函数,满足①()()2f x f x x =--,②当0x ≥时,()210f x x '++≥.若不等式()()221331f x x x f x +++>+有实数解,则其解集为()A .2,3⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭B .()2,0,3∞∞⎛⎫-⋃+ ⎪⎝⎭C .()0,∞+D .()2,0,3⎛⎫-∞-⋃+∞ ⎪⎝⎭【解析】构造函数()()2F x f x x x =++,当0x ≥时,()()()''210,F x f x x F x =++≥递增,由于()()2f x f x x =--,所以()()()()22f x x x f x x x ++=-+-+-,即()()F x F x -=,所以()F x 是偶函数,所以当0x <时,()F x 递减.不等式()()221331f x x x f x +++>+等价于:()()()()()()22212121111f x x x f x x x +++++>+++++,即()()211F x F x +>+,所以211x x +>+,两边平方并化简得()320x x +>,解得23x <-或0x >,所以不等式()()221331f x x x f x +++>+的解集为()2,0,3⎛⎫-∞-⋃+∞ ⎪⎝⎭.故选:D11.已知定义域为(0,)+∞的函数()f x 满足2()1()f x f x x x'+=,且2(e)e f =,e 为自然对数的底数,若关于x的不等式()20f x ax x x--+≤恒成立,则实数a 的取值范围为() A .[1,)+∞B .[2,)+∞C .2,e e +⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭D .322,e e e ⎡⎫-+++∞⎪⎢⎣⎭【解析】由2()1()f x f x x x'+=,得1()()xf x f x x '+=,设()()g x xf x =,1()()()g x xf x f x x ''=+=,则()ln g x x c =+,从而有ln ()x cf x x+=. 又因为12(e)e ec f +==,所以1c =,ln 1()x f x x +=,2ln ()x f x x -'=,所以()f x 在(0,1)上单调递增,在(1,)+∞上单调递减,所以max ()(1)1f x f ==. 因为不等式()20f x ax x x--+≤恒成立,所以2()20f x x x a -+-≤, 即2()(1)1f x x a --+≤,又因为2()(1)12f x x --+≤,所以2a ≥.故选:B.12.已知函数()1f x +为定义域在R 上的偶函数,且当1≥x 时,函数()f x 满足()()2ln 2xxf x f x x '+=,14ef=,则()4e 1f x <的解集是()A .(),2-∞⋃+∞B .(2C .()(),2e e,-∞-⋃+∞D .()2e,e -【解析】由题可知,当1≥x 时,()2ln x x f x x '⎡⎤=⎣⎦.令()()2g x x f x =,则()()2g x f x x=, ()()()()2432ln 2x g x xg x x g x f x x x'--'==,令()()ln 2h x x g x =-,()()112ln 2x h x g x x x -''=-=,令()0h x '=,解得x =()h x 在)+∞上单调递减﹐在(上单调递增.又20hg==,所以()0h x ≤,()0f x '≤,所以函数()f x 在[)1,+∞上单调递减,()4e 1f x <,可化为()14ef x f <=,又函数()f x 关于1x =对称,故11,11x x --<11x ->,所以不等式的解集为(),2-∞⋃+∞.故选:A13.已知函数()y f x =,若()0f x >且()()0f x xf x '+>,则有()A .()f x 可能是奇函数,也可能是偶函数B .()()11f f ->C .42x ππ<<时,cos22s (os )(in c )x f e f x x <D .(0)(1)f <【解析】若()f x 是奇函数,则()()f x f x -=-,又因为()0f x >,与()()f x f x -=-矛盾, 所有函数()y f x =不可能时奇函数,故A 错误; 令()()22ex g x f x =,则()()()()()()222222eeex x x g x x f x f x xf x f x '''=+=+,因为22e 0x >,()()0f x xf x '+>,所以()0g x '>,所以函数()g x 为增函数, 所以()()11g g -<,即()()1122e 1e 1f f -<,所以()()11f f -<,故B 错误;因为42x ππ<<,所以0cos x <<sin 1x <<,所以sin cos x x >, 故()()sin cos g x g x >,即()()22sin cos 22e sin ecos x xf x f x >,所以()()()22cos sin cos222sin ecos ecos x xx f x f x f x ->=,故C 错误;有()()01g g <,即()()01f ,故D 正确. 故选:D.14.定义在R 上的函数()f x 满足()()1f x f x '>-,且()06f =,()f x '是()f x 的导函数,则不等式()5x x e f x e ⋅>+(其中e 为自然对数的底数)的解集为()A .()(),01,-∞⋃+∞B .()(),03,-∞+∞C .()0,∞+D .()3,+∞【解析】设()()()x xg x e f x e x R =⋅-∈,可得()()()()()1x x x xg x e f x e f x e e f x f x '''=⋅+⋅-=+-⎡⎤⎣⎦.因为()()1f x f x '>-,所以()()10f x f x -'+>,所以()0g x '>,所以()y g x =在定义域上单调递增,又因为()5x xe f x e ⋅>+,即()5g x >,又由()()0000615g e f e =⋅-=-=,所以()()0g x g >,所以0x >,所以不等式的解集为()0,∞+.故选:C .15.设函数()f x '是定义在()0π,上的函数()f x 的导函数,有()cos ()sin 0f x x f x x '->,若1023a b f π⎛⎫==⎪⎝⎭,,34c f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,则a ,b ,c 的大小关系是() A .a b c >> B .b c a >> C .c a b >>D .c b a >>【解析】设()()cos g x f x x =,则()()cos ()sin g x f x x f x x ''=-,又因为()cos ()sin 0f x x f x x '->,所以()0g x '>,所以()g x 在(0,)π上单调递增,又0cos ()22a f ππ==,1()cos ()2333b f f πππ==,333()cos ()444c f f πππ==, 因为3324πππ<<,所以33cos ()cos ()cos ()332244f f f ππππππ<<,所以c a b >>.故选:C . 16.已知定义在R 上的函数()f x 满足:()()0xf x f x '+>,且()12f =,则()2e e x xf >的解集为() A .()0,+∞B .()ln2,+∞C .()1,+∞D .0,1【解析】设()()g x xf x =,则()()()0g x xf x f x ''=+>,故()g x 为R 上的增函数,而()2e exx f >可化为()()e e 211x x f f >=⨯即()()g e 1x g >, 故e 1x >即0x >,所以不等式()2e e xxf >的解集为()0,+∞,故选:A. 二、多选题17.设()f x ,()g x 是定义在R 上的恒大于零的可导函数,且满足()()()()0f x g x f x g x ''->,则当a x b <<时,有()A .()()()()f x g x f b g b >B .()()()()f x g a f a g x >C .()()()()f x g b f b g x <D .()()()()f x g x f a g a >【解析】令()()()f x h x g x =,则()()()()()()2f xg x f x g xh x g x ''-'=⎡⎤⎣⎦. 由()()()()0f x g x f x g x ''->,得()0h x '>,所以函数()h x 在R 上单调递增.当a x b <<时,有()()()()()()f a f x f bg a g x g b <<,又()f x ,()g x 是定义在R 上的恒大于零的可导函数, 所以()()()()f x g a f a g x >,()()()()f x g b f b g x <.故选:BC18.已知定义在R 上的函数()f x 图像连续,满足()()6sin 2f x f x x x --=-,且0x >时,()3cos 1f x x '<-恒成立,则不等式()()3sin()333f x f x x πππ≥--++中的x 可以是()A .6π-B .0C .6πD .3π 【解析】由()()6sin 2f x f x x x --=-整理得()3sin ()()3sin()f x x x f x x x +-=-+---, 设()()3sin g x f x x x =+-,则有()()g x g x =-,所以()g x 是偶函数,因为0x >时,()3cos 1f x x '<-,所以()()13cos 0g x f x x ''=+-<,所以()g x 在(0,)+∞单调递减,又()g x 是偶函数,所以()g x 在(,0)-∞单调递增,又不等式()()3sin()333f x f x x πππ≥--++等价于()3sin f x x x +-()()33f x x ππ≥-+-3sin()3x π--,即()()3g x g x π≥-,根据()g x 的单调性和奇偶性可得3x x π≤-,解得6x π≤,故选:ABC19.定义在[0,)+∞上的函数()f x 的导函数为()f x ',且()()2()0f x x x f x '++<恒成立,则必有()A .3(3)2(1)f f <B .4(2)5(5)f f <C .3(1)5(5)f f >D .2(3)3(7)f f >【解析】设函数()()1xf x g x x =+,0x ≥,因为()()2()0f x x x f x '++< 则()()()222()()(1)()()0(1)(1)f x x x f x f x xf x x xf x g x x x ''++++-⎡⎤⎣⎦'==<++, 所以()g x 在[0,)+∞上单调递减,从而()()()()()12357g g g g g >>>>, 即(1)2(2)3(3)5(5)7(7)23468f f f f f >>>>, 则必有()()3321f f <,4(2)5(5)f f >,3(1)5(5)f f >,6(3)7(7)f f >. 又()g x 在[0,)+∞上单调递减,所以x >0时,()()00g x g <=, 所以x >0时,()0f x <,又6(3)7(7)f f >,所以72(3)(7)3(7)3f f f >>.故选:ACD. 20.已知()f x 是R 上的可导函数,且()()f x f x '<对于任意x ∈R 恒成立,则下列不等关系正确的是()A .()()1e 0f f <,()()20202020e 0f f <B .()()1e 0f f >,()()211f e f >-C .()()1e 0f f <,()()211f e f <- D .()()1e 0f f >,()()20202020e 0f f >【解析】设()()x f x g x =e ,所以()()()e xf x f xg x '-'=,因为()()f x f x '<,所以()0g x '<,所以()g x 在R 上是减函数, 所以()()10g g <,()()20200<g g ,()()11-<g g ,即()()1e 0f f <,()20002020e f <,()()()201e 1f f f <-,故选:AC.三、填空题21.已知()f x 是R 上的奇函数,()g x 是在R 上无零点的偶函数,()20f =,当0x >时,()()()()0f x g x f x g x ''-<,则使得()()lg 0lg f x g x <的解集是________【解析】令()()()f x h x g x =,则()()()()[]2()()f x g x f x g x h x g x ''-'=,当0x >时,()0h x '<, 故()h x 在()0,∞+上单调递减,又()f x 是奇函数,()g x 是偶函数,故()h x 是奇函数,()h x 在(),0∞-上单调递减,又()20,(0)0f f ==,可得(2)0,(2)0,(0)0h h h =-==, 故()h x 在()2,0,(2,)-+∞上小于0,由()()lg (lg )0lg f x h x g x =<,得2lg 0-<<x 或lg 2x >,解得11100<<x 或100x >.故答案为:11(100,)100⎛⎫⋃+∞ ⎪⎝⎭,. 22.已知函数()f x 是R 上的奇函数,()20f =,对()0,x ∀∈+∞,()()0f x xf x '+>成立,则()()10x f x -≥的解集为_________.【解析】设()()F x xf x =,则对()0,x ∀∈+∞,()()()0F x f x xf x ''=+>,则()F x 在()0,+∞上为单调递增函数,∵函数()f x 是R 上的奇函数,∴()()f x f x -=-, ∴()()()()()F x x f x xf x F x -=--==,∴()F x 为偶函数,∴()F x 在(),0-∞上为单调递减函数, 又∵()20f =,∴()()220F F -==,由已知得()00F =,所以当2x <-时,()()0,0F x f x ><;当20x -<<时,()()0,0F x f x <>; 当02x <<时,()()0,0F x f x <<;当2x >时,()()0,0F x f x >>; 若()()10x f x -=,则0,1,2,2x =-;若()()10x f x ->,则()100x f x ->⎧⎨>⎩或()100x f x -<⎧⎨<⎩,解得2x >或2x <-或01x <<;则()()10x f x -≥的解集为(][][),20,12,-∞-+∞.23.已知函数()f x 的导函数为()f x ',且对任意x ∈R ,()()0f x f x '-<,若()22e f =,()e tf t <,则t 的取值范围是___________. 【解析】构造函数()()x f x g x =e ,则()()()0xf x f xg x e '-'=<,故函数()g x 在R 上单调递减, 由已知可得()()2221e f g ==,由()e tf t <可得()()()12e tf tg t g =<=,可得2t >. 故答案为:()2,+∞.24.定义在R 上的函数满足()11f =,且对任意R x ∈都有()'102f x -<,则不等式()122x f x ->的解集为__________.【解析】构造函数()()()()111,1102222x F x f x F f =--=--=,()()''102F x f x =-<,所以()F x 在R 上递减,由()122x f x ->,得()1022x f x -->, 即()()1F x F >,所以1x <,即等式()122x f x ->的解集为(),1-∞. 25.若()f x 为定义在R 上的连续不断的函数,满足2()()4f x f x x +-=,且当(,0)x ∈-∞时,1()42f x x '+<.若3(1)()32f m f m m +≤-++,则m 的取值范围___________. 【解析】2()()4f x f x x +-=,22()2()20f x x f x x ∴-+--=,设21()()22g x f x x x =-+,则()()0g x g x +-=,()g x ∴为奇函数, 又1()()402g x f x x '='-+<,()g x ∴在(,0)-∞上是减函数,从而在R 上是减函数, 又3(1)()32f m f m m +≤-++,等价于22(1)2(1)()2()f m m f m m +-+≤---,即(1)()g m g m +≤-, 1m m ∴+≥-,解得12m ≥-,故答案为:1,2⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭.26.已知函数()f x 是定义在()()00,-∞+∞,的奇函数,当()0x ∈+∞,时,()()xf x f x '<,则不等式()()()21120f x x f -+-<的解集为___________. 【解析】函数()f x 是定义在()()00,-∞+∞,的奇函数,构造函数()()()0f x F x x x =≠,()()()()f x f x F x F x x x--===-, 所以()F x 为偶函数,当0x >时,()()()''20xf x f x F x x-=<,()F x 递减,当0x <时,()F x 递增. ()()()21120f x x f -+-<,()()()2112f x x f -<-,当10x ->,即1x <时,()()1212f x f x -<-,()()12F x F -<,121x x ->⇒<-. 当10x -<,即1x >时,()()()()()12,12212f x f F x F F x->->=--,21013x x -<-<⇒<<.综上所述,不等式()()()21120f x x f -+-<的解集为()(),11,3-∞-.故答案为:()(),11,3-∞-27.已知定义在()0,∞+的函数()f x 满足()()0xf x f x '-<,则不等式()210x f f x x ⎛⎫-< ⎪⎝⎭的解集为___________. 【解析】令()()f xg x x =,则()()()20xf x f x g x x '-'=<, 所以函数()g x 在()0,∞+上单调递减,又由()210x f f x x ⎛⎫-< ⎪⎝⎭得()11f f x xx x⎛⎫⎪⎝⎭<,即()1g g x x ⎛⎫< ⎪⎝⎭,10x x ∴>>,解得01x <<,故答案为:()0,1.28.若定义在R 上的函数()f x 满足()()30f x f x '->,13f e ⎛⎫= ⎪⎝⎭,则不等式()3xf x e >的解集为________________.【解析】构造()3()x f x F e x =,则()3363()3()()3()x x x x e f x e f x F f x f x e x e ''-=-=',函数()f x 满足()()30f x f x '->,则()0F x '>,故()F x 在R 上单调递增.又∵13f e ⎛⎫= ⎪⎝⎭,则113F ⎛⎫= ⎪⎝⎭,则不等式3()xf x e >⇔3()1x f x e >,即1()3F x F ⎛⎫> ⎪⎝⎭,根据()F x 在R 上单调递增,可知1,3x ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭.29.已知定义在R 上的函数()f x 的导函数为()f x ',且满足()()0f x f x '->﹐2021(2021)e f =,则不等式1(ln )3f x <的解集为___________.【解析】令()()x f x g x =e ,所以()()()0e xf x f xg x '-'=>,所以()g x 在R 上单调递增, 且()()20212021e 20211e f g ==,因为1ln 3f x ⎛⎫< ⎪⎝⎭(f <(f f g==,所以(1g <,所以(()2021gg <,所以02021x >⎧⎪⎨⎪⎩,所以60630e x <<,所以解集为()60630,e. 30.已知函数()f x 在R 上可导,对任意x 都有()()2sin f x f x x --=,当0x ≤时,()1f x '<-,若π2π()33f t f t t ⎛⎫⎛⎫≤-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则实数t 的取值范围为_________【解析】由()()2sin f x f x x --=得()sin ()sin()f x x f x x -=---,令()()sin g x f x x =-, 则()()g x g x =-,()g x 是偶函数,0x ≤时,()1f x '<-,则()()cos 0g x f x x ''=-<,()g x 是减函数,因此0x ≥时,()gx 是增函数,π2ππ2π2π()cos cos sin sin 33333f t f t t f t t t ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎫≤--=-+ ⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎭π3sin 32f t t t ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭, 所以()π1ππsin sin sin 3233f t t f t t t f t t ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-≤-+=--- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 即π()3g t g t ⎛⎫≤- ⎪⎝⎭,()π3g t g t ⎛⎫≤- ⎪⎝⎭,所以π3t t ≤-,22π3t t ⎛⎫≤- ⎪⎝⎭,π6t ≤.故答案为:π6∞⎛⎤- ⎥⎝⎦,.31.已知函数()2ln f x a x x=-. (1)若1a =,求()f x 的图象在1x =处的切线方程; (2)若对于任意的()12,1,3x x ∈,当12x x >时,都有()()12212f x f x a x x ->-,求实数a 的取值范围.【解析】(1)因为1a =,所以()()2212ln ,f x x f x x x x '=-=+,所以()()12,13f f =-'=,所以()f x 的图象在1x =处的切线方程为()()231y x --=-,即35y x =-;(2)因为12x x >,所以()()12212f x f x a x x ->-等价于()()()21212f x f x a x x ->-,即()()221122f x a x f x a x ->-,令函数()22ln g x a x a x x=--,由题可知()g x 在()1,3上单调递增,所以()()()22222221220ax ax a a x ax g x a x x x x -+--=+-=-=-'在()1,3上恒成立, 若0a =,则()220g x x ='>恒成立,显然()g x 在()1,3上单调递增,符合题意; 若0a >,则210ax x+-<,则20ax -在()1,3上恒成立,即320a -,解得203a <; 若0a <,则220ax x-->,则10ax +在()1,3上恒成立,即310a +,解得103a -<. 综上,实数a 的取值范围为12,33⎡⎤-⎢⎥⎣⎦.32.已知曲线()()()ln f x x a x a =+∈R 在点()()1,1f 处的切线平行于直线230x y -+=. (1)求a 的值;(2)若对[)1,x ∀∈+∞,都有()()21f x m x ≤-恒成立,求实数m 的取值范围.【解析】(1)由题意得:()ln x af x x x+'=+,所以()112f a '+==,即1a = (2)由()()21ln 1x x m x +≤-恒成立,可得()ln 10x m x --≤在[)1,x ∀∈+∞上恒成立设()()ln 1h x x m x =--,()11mx h x m x x'-=-= ①当m 1≥时,()0h x '<恒成立,即()h x 在[)1,x ∞∈+上为单调减函数 所以()()10h x h ≤=符合题意; ②当1m <时,由()0h x '>得11x m<< 由()0h x '<得1x m>即()h x 在11,x m ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭上为单调增函数,在1,x m ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭上为单调减函数又()10h =,所以存在011,x m ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,使得()00h x >,不符合题意综上:m 1≥33.设函数()ln ()af x x a R x =+∈.(1)求函数()f x 的单调区间;(2)若()f x 有两个零点1x ,2x ,求a 的取值范围,并证明:121x x +<.。
近几年高考数学压轴题,多以导数为工具来证明不等式或求参数的范围,这类试题具有结构独特、技巧性高、综合性强等特点,而构造函数是解导数问题的最基本方法,一下问题为例,对在处理导数问题时构造函数的方法进行归类和总结.【方法综述】以抽象函数为背景、题设条件或所求结论中具有“()()f x g x ±、()()f x g x 、()()f xg x ”等特征式、解答这类问题的有效策略是将前述式子的外形结构特征与导数运算法则结合起来,合理构造出相关的可导函数,然后利用该函数的性质解决问题.方法总结: 和与积联系:()()f x xf x '+,构造()xf x ; 22()()xf x x f x '+,构造2()x f x ;3()()f x xf x '+,构造3()x f x ;…………………()()nf x xf x '+,构造()n x f x ;()()f x f x '+,构造e ()x f x .等等.减法与商联系:如()()0xf x f x ->',构造()()f x F x x=; ()2()0xf x f x ->',构造2()()f x F x x =;………………… ()()0xf x nf x ->',构造()()nf x F x x =. ()()f x f x '-,构造()()e x f x F x =,()2()f x f x '-,构造2()()e x f x F x =,……………… ()()f x nf x '-,构造()()e nxf x F x =, 奇偶性结论:奇乘除奇为偶;奇乘偶为奇。
(可通过定义得到)构造函数有时候不唯一,合理构造函数是关键。
给出导函数,构造原函数,本质上离不开积分知识。
【解答策略】类型一、巧设“()()y f x g x =±”型可导函数【例1】已知不相等的两个正实数x ,y 满足()2244log log x y y x -=-,则下列不等式中不可能成立的是专题6.1 导数中的构造函数( ) A .1x y <<B .1y x <<C .1x y <<D .1y x <<【来源】广东省佛山市2021届高三下学期二模数学试题 【答案】B【解析】由已知()2244log log x y y x -=-,因为2log 4x =log 2x ,所以原式可变形222log 4g 2lo x x y y =++令()222log f x x x =+,()24log g x x x =+,函数()f x 与()g x 均为()0,∞+上的增函数,且()()f x g y =,且()()11f g =, 当1x >时,由()1f x >,则()1g y >,可得1y >, 当1x <时,由()1f x <,则()1g y <,可得1y <,要比较x 与y 的大小,只需比较()g x 与()g y 的大小,()()()()222224log 2log 2log g x g y g x f x x x x x x x x -=-=+--=-+设()()222log 0h x x x x x =-+>,则()212ln 2h x x x '=-+()2220ln 2h x x ''=--<,故()h x '在()0+∞,上单调递减, 又()2110ln 2h '=-+>,()1230ln 2h '=-+<, 则存在()01,2x ∈使得()0h x '=,所以当()00,x x ∈时,()0h x '>,当()0,x x ∈+∞时,()0h x '<, 又因为()()()()010,10,412480h h x h h =>==-+=-<, 所以当1x <时,()0h x <,当1x >时,()h x 正负不确定,故当1,1x y <<时,()0h x <,所以()()()1g x g y g <<,故1x y <<, 当1,1x y >>时,()h x 正负不定,所以()g x 与()g y 的正负不定,所以,,111x y x y y x ><<>>>均有可能,即选项A ,C ,D 均有可能,选项B 不可能. 故选:B .【点睛】本题考查了不等关系的判断,主要考查了对数的运算性质以及对数函数性质的运用,解答本题的关键是要比较x 与y 的大小,只需比较()g x 与()g y 的大小,()()()()222log g x g y g x f x x x x -=-=-+,设()()222log 0h x x x x x =-+>,求导得出其单调性,从而得出,x y 的大小可能性. 【举一反三】1.若实数a ,b 满足()221ln 2ln 1a b a b-+-≥,则a b +=( )A .2B C .2D .【来源】浙江省宁波市镇海中学2021届高三下学期5月模拟数学试题 【答案】C 【解析】()ln 1g x x x =--,1()1g x x'=-, ()0g x '>(1,)x ⇒∈+∞,()0g x '<⇒(0,1)x ∈, ∴()g x 在(0,1)x ∈单调递减,在(1,)x ∈+∞单调递增,∴()(1)1ln110g x g =--=,∴1ln 0x x x -≥>,恒成立,1x =时取等号,2211a b +-2221a b -21a b =-, 221ln ln(2)ln a a a bb b-=-, ()221ln 2ln 1a b a b-+-≥,∴2211ln(2)ln a a b b+-=-,又21ab =(不等式取等条件),解得:a b ==,2a b ∴+=, 故选:C.2.(2020·河北高考模拟(理))设奇函数()f x 在R 上存在导函数'()f x ,且在(0,)+∞上2'()f x x <,若(1)()f m f m --331[(1)]3m m ≥--,则实数m 的取值范围为( )A .11[,]22-B .11(,][,)22-∞-⋃+∞C .1(,]2-∞- D .1[,)2+∞【答案】D【解析】由()()1f m f m -- ()33113m m ⎡⎤≥--⎣⎦得:3311(1)(1)()33f m m f m m ---≥-,构造函数31()()3g x f x x =-,2()()0g x f x x '=-<'故g (x )在()0,+∞单调递减,由函数()f x 为奇函数可得g(x)为奇函数,故g(x)在R 上单调递减,故112m m m -≤⇒≥选D点睛:本题解题关键为函数的构造,由()2'f x x <要想到此条件给我们的作用,通常情况下是提示我们需要构造函数得到新函数的单调性,从而得不等式求解;3.(2020·山西高考模拟(理))定义在()0,∞+上的函数()f x 满足()()251,22x f x f ='>,则关于x 的不等式()13xxf e e <-的解集为( )A .()20,eB .()2,e +∞C .()0,ln 2D .(),2ln -∞【答案】D 【解析】【分析】构造函数()()1F x f x x=+,利用已知条件求得()'0F x >,即函数()F x 为增函数,而()23F =,由此求得e 2x <,进而求得不等式的解集.【详解】构造函数()()1F x f x x =+,依题意可知()()()222110x f x F x f x x x-=-=''>',即函数在()0,∞+上单调递增.所求不等式可化为()()1e e 3e x x x F f =+<,而()()12232F f =+=,所以e 2x <,解得ln 2x <,故不等式的解集为(),ln 2-∞.【点睛】本小题主要考查利用导数解不等式,考查构造函数法,考查导数的运算以及指数不等式的解法,属于中档题.题目的关键突破口在于条件()21x f x '>的应用.通过观察分析所求不等式,转化为()1e 3e x x f +<,可发现对于()()1F x f x x=+,它的导数恰好可以应用上已知条件()21x f x '>.从而可以得到解题的思路.4.(2020·河北衡水中学高考模拟(理))定义在R 上的可导函数()f x 满足()11f =,且()2'1f x >,当3,22x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,不等式23(2cos )2sin 22x f x +>的解集为( )A .4,33ππ⎛⎫⎪⎝⎭B .4,33ππ⎛⎫-⎪⎝⎭C .0,3π⎛⎫⎪⎝⎭D .,33ππ⎛⎫-⎪⎝⎭ 【答案】D【解析】令11()()22g x f x x =--,则1()'()0'2g x f x =->, ()g x ∴在定义域R 上是增函数,且11(1)(1)022g f =--=,1(2cos )(2cos )cos 2g x f x x ∴=--23=(2cos )2sin 22x f x +-,∴23(2cos )2sin 022x f x +->可转化成()(2cos )1g x g >,得到2cos 1x >,又3,22x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,可以得到,33x ππ⎛⎫∴∈- ⎪⎝⎭,故选D5.定义在()0+,∞上的函数()f x 满足()10xf x '-<,且(1)1f =,则不等式()()21ln 211f x x ->-+的解集是__________. 【答案】()112,【解析】()()ln F x f x x =-,则()11()()xf x F x f x xx-=-=''',而()10xf x '-<,且0x >,∴()0F x '<,即()F x 在()0+,∞上单调递减,不等式()()21ln 211f x x ->-+可化为()()21ln 2111ln1f x x --->=-,即()()211F x F ->,故210211x x ->-<⎧⎨⎩,解得:112x <<,故解集为:()112,. 类型二 巧设“()()f x g x ”型可导函数【例】已知定义在R 上的图象连续的函数()f x 的导数是fx ,()()20f x f x +--=,当1x <-时,()()()()110x f x x f x '+++<⎡⎤⎣⎦,则不等式()()10xf x f ->的解集为( )A .(1,1)-B .(),1-∞-C .1,D .()(),11,-∞-⋃+∞【来源】2021年浙江省高考最后一卷数学(第七模拟) 【答案】A【解析】当1x <-时,()()()()110x f x x f x '+++<⎡⎤⎣⎦,即有()()()10f x x f x '++>.令()()()1F x x f x =+,则当1x <-时,()()()()10F x f x x f x ''=++>,故()F x 在(),1-∞-上单调递增.∵()()()()()()22121F x x f x x f x F x --=--+--=---=⎡⎤⎣⎦, ∴()F x 关于直线1x =-对称,故()F x 在()1,-+∞上单调递减,由()()10xf x f ->等价于()()()102F x F F ->=-,则210x -<-<,得11x -<<. ∴()()10xf x f ->的解集为(1,1)-. 故选:A. 【举一反三】1.(2020锦州模拟)已知函数()f x 是定义在R 上的偶函数,当0x <时,()()0f x xf x '+<,若(2)0f =,则不等式()0xf x >的解集为()A .{20 x x -<<或}02x <<B .{ 2 x x <-或}2x >C .{20 x x -<<或}2x >D .{ 2 x x <-或}02x <<【答案】D .【解析】令()()F x xf x =,则()F x 为奇函数,且当0x <时,()()()0F x f x xf x '+'=<恒成立,即函数()F x 在()0-,∞,()0+,∞上单调递减,又(2)0f =,则(2)(2)0F F -==,则()0xf x >可化为()(2)F x F >-或()(2)F x F >,则2x <-或02x <<.故选D .2.(2020·陕西高考模拟)已知定义在R 上的函数()f x 的导函数为'()f x ,对任意x ∈R 满足'()()0f x f x +<,则下列结论正确的是( )A .23(2)(3)e f e f >B .23(2)(3)e f e f <C .23(2)(3)e f e f ≥D .23(2)(3)e f e f ≤【答案】A【解析】令()()xg x e f x = ,则()(()())0xg x e f x f x '+'=<, 所以(2)(3),g g > 即()()2323e f e f >,选A.点睛:利用导数解抽象函数不等式,实质是利用导数研究对应函数单调性,而对应函数需要构造. 构造辅助函数常根据导数法则进行:如()()f x f x <'构造()()xf xg x e=,()()0f x f x '+<构造()()xg x e f x =,()()xf x f x '<构造()()f x g x x=,()()0xf x f x '+<构造()()g x xf x =等 3.(2020·海南高考模拟)已知函数()f x 的导函数'()f x 满足()(1)'()0f x x f x ++>对x ∈R 恒成立,则下列判断一定正确的是( ) A .(0)02(1)f f << B .0(0)2(1)f f << C .02(1)(0)f f << D .2(1)0(0)f f <<【答案】B【解析】由题意设()()()1g x x f x =+,则()()()()'1'0g x f x x f x =++>,所以函数()g x 在R 上单调递增,所以()()()101g g g -<<,即()()0021f f <<.故选B . 4.(2020·青海高考模拟(理))已知定义在上的函数满足函数的图象关于直线对称,且当 成立(是函数的导数),若,则的大小关系是( )A .B .C .D .【答案】A 【解析】令,则当,因为函数的图象关于直线对称,所以函数的图象关于直线对称,即为偶函数,为奇函数,因此当,即为上单调递减函数,因为,而,所以,选A.5.(2020南充质检)()f x 是定义在R 上的奇函数,当0x >时,()21()2()0x f x xf x '++<,且(2)0f =,则不等式()0f x <的解集是()A .()()22--+,,∞∞ B .()()2002-,,C .()()202-+,,∞D .()()202--,,∞【答案】C .【解析】构造函数()2()1()g x x f x =+,则()2()1()g x x f x ''=+.又()f x 是定义在R 上的奇函数,所以()2()1()g x x f x =+为奇函数,且当0x >时,()2()1()2()0g x x f x xf x ''=++<,()g x 在()0+,∞上函数单减, ()0()0f x g x <⇒<.又(2)0g =,所以有()0f x <的解集()()202-+,,∞.故选C . 点睛:本题主要考察抽象函数的单调性以及函数的求导法则及构造函数解不等式,属于难题.求解这类问题一定要耐心读题、读懂题,通过对问题的条件和结论进行类比、联想、抽象、概括,准确构造出符合题意的函数是解题的关键;解这类不等式的关键点也是难点就是构造合适的函数,构造函数时往往从两方面着手:①根据导函数的“形状”变换不等式“形状”以构造恰当的函数;②若是选择题,可根据选项的共性归纳构造合适的函数.6.(2020荆州模拟)设函数()f x '是奇函数()f x (x ∈R )的导函数,当0x >时,1ln ()()x f x f x x '<-,则使得()21()0x f x ->成立的x 的取值范围是()A .()()1001-,,B .()()11--+,,∞∞C .()()101-+,,∞D .()()101--,,∞ 【答案】D.【解析】设()ln ()g x x f x =,当0x >时,1()()ln ()0g x f x xf x x'=+<',()g x 在()0+,∞上为减函数,且(1)0g =,当()01x ∈,时,()0g x >,ln 0x <∵,()0f x <∴,2(1)()0x f x ->; 当()1x ∈+,∞时,()0g x <,ln 0x >∵,()0f x <∴,()21()0x f x -<, ∵()f x 为奇函数,∴当()10x ∈-,时,()0f x >,()21()0x f x -<;当()1x ∈--,∞时,()0f x >,()21()0x f x ->. 综上所述:使得()21()0x f x -<成立的x 的取值范围是()()101--,,∞ 【点睛】构造函数,借助导数研究函数单调性,利用函数图像解不等式问题,是近年高考热点,怎样构造函数,主要看题目所提供的导数关系,常见的有x 与()f x 的积或商,2x 与()f x 的积或商,e x 与()f x 的积或商,ln x 与()f x 的积或商等,主要看题目给的已知条件,借助导数关系说明导数的正负,进而判断函数的单调性,再借助函数的奇偶性和特殊点,模拟函数图象,解不等式.7.(2020·河北高考模拟)已知()f x 是定义在R 上的可导函数,且满足(1)()'()0x f x xf x ++>,则( ) A .()0f x > B .()0f x < C .()f x 为减函数 D .()f x 为增函数【答案】A【解析】令()e [()]x g x xf x =,则由题意,得()e [(1)()()]0xg x x f x xf x '+'=+>,所以函数()g x 在(,)-∞+∞上单调递增,又因为(0)0g =,所以当0x >时,()0>g x ,则()0f x >,当0x <时,()0<g x ,则()0f x >,而()()()1'0x f x xf x ++>恒成立,则(0)0f >;所以()0f x >;故选A.点睛:本题的难点在于如何利用()()()1'0x f x xf x ++>构造函数()e [()]xg x xf x =。
近几年高考数学客观压轴题,多以导数为工具采用构造函数比较大小或求参数取值范围的形式出题,这类试题具有结构独特、技巧性高、综合性强等特点,而构造函数是解决导数问题的基本方法,以下对在处理导数问题时构造函数的规律方法进行归类总结,并举例说明.类型一导数型构造函数(多角度探究)角度1利用f(x)与x n构造(1)对于xf′(x)+nf(x)>0(或<0),其中n>0,构造函数F(x)=x n f(x);(2)对于xf′(x)-nf(x)>0(或<0),其中n>0,构造函数F(x)=f(x)x n.例1函数f(x)是定义在(-∞,0)上的可导函数,其导函数为f′(x),且3f(x)+xf′(x)<0,则不等式(x+2024)3f(x+2024)+8f(-2)<0的解集为()A.(-2026,-2024)B.(-∞,-2026)C.(-2024,-2023)D.(-∞,-2020)答案A解析依题意,有[x3f(x)]′=x2[3f(x)+xf′(x)]<0,故y=x3f(x)在(-∞,0)上是减函数,原不等式化为(x+2024)3f(x+2024)<(-2)3f(-2),即0>x+2024>-2,所以原不等式的解集为(-2026,-2024).故选A.题目已知中出现含f(x),f′(x)的不等式,一般应考虑逆用导数的运算法则构造新函数,然后再逆用单调性等解决问题.1.设f(x)是定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的偶函数,且f(1)=0,当x<0时,有xf′(x)-f(x)>0恒成立,则不等式f(x)>0的解集为________.答案(-∞,-1)∪(1,+∞)解析构造F(x)=f(x)x,则F′(x)=xf′(x)-f(x)x2,由当x<0时,xf′(x)-f(x)>0可得当x<0时,F′(x)>0,∴F(x)在(-∞,0)上单调递增.又f(x)为偶函数,g(x)=x为奇函数,∴F(x)为奇函数,∴F(x)在(0,+∞)上单调递增.根据f(1)=0可得F(1)=0,根据函数的单调性、奇偶性可得函数F(x)的图象(图略),根据函数F(x)的图象可知f(x)>0的解集为(-∞,-1)∪(1,+∞).角度2利用f(x)与e nx构造(1)对于f′(x)+nf(x)>0(或<0),其中n>0,通常构造函数F(x)=e nx f(x);(2)对于f′(x)-nf(x)>0(或<0),其中n>0,通常构造函数F(x)=f(x)e nx.例2(2023·湖北武汉华中师范大学第一附属中学高三上学期期中)已知函数f(x)及其导函数f′(x)的定义域均为R,且f(x)-f′(x)>0,f(0)=1,则关于x的不等式f(x)>e x的解集为()A .{x |x >0}B .{x |x <0}C .{x |x <1}D .{x |x >1}答案B解析由f (x )>e x ⇒f (x )e x >1,设g (x )=f (x )e x ⇒g ′(x )=f ′(x )-f (x )e x<0⇒g (x )单调递减,且g (0)=1,所以由f (x )e x>1⇒g (x )>1=g (0)⇒x <0.故选B.若不等式满足“f ′(x )-nf (x )>0”的形式,优先构造函数F (x )=f (x )e nx,然后利用函数的单调性和数形结合求解即可,注意所求问题的转化.2.(2024·湖北襄阳第五中学高三上学期月考)设f ′(x )是定义在R 上的连续函数f (x )的导函数,f (x )-f ′(x )+2e x <0(e 为自然对数的底数),且f (2)=4e 2,则不等式f (x )>2x e x 的解集为________.答案(2,+∞)解析设g (x )=f (x )e x -2x ,则g ′(x )=f ′(x )-f (x )e x -2=f ′(x )-f (x )-2e x ex ,因为f (x )-f ′(x )+2e x <0,所以g ′(x )>0,函数g (x )在R 上单调递增,又f (2)=4e 2,所以g (2)=f (2)e2-4=0,由f (x )>2x e x ,可得f (x )ex -2x >0,即g (x )>0=g (2),又函数g (x )在R 上单调递增,所以x >2,即不等式f (x )>2x e x 的解集为(2,+∞).角度3利用f (x )与sin x ,cos x 构造由于sin x ,cos x 的导函数存在一定的特殊性,且它们之间可以相互转化,因此,要解由f (x ),f ′(x ),sin x ,cos x 构成的不等式,常用的构造方法如下:(1)对于f ′(x )sin x +f (x )cos x >0(或<0),通常构造函数F (x )=f (x )sin x ;(2)对于f ′(x )sin x -f (x )cos x >0(或<0),通常构造函数F (x )=f (x )sin x ;(3)对于f ′(x )cos x +f (x )sin x >0(或<0),通常构造函数F (x )=f (x )cos x;(4)对于f ′(x )cos x -f (x )sin x >0(或<0),通常构造函数F (x )=f (x )cos x .例3f (x ),f ′(x )是它的导函数,且恒有f ′(x )>f (x )tan x 成立,则()A .3B .3f (1)C .6D .2答案A解析由f ′(x )>f (x )tan x ,得f ′(x )cos x -f (x )sin x >0,构造函数F (x )=f (x )cos x ,则F ′(x )=f ′(x )cos x-f (x )sin x >0,故F (x ),则cos π6<cos π3=即3故选A.若不等式满足或通过变形后满足“f ′(x )cos x -f (x )sin x >0”的形式时,优先考虑构造函数F (x )=f(x )cos x ,然后利用函数的单调性和数形结合求解即可,注意所求问题的转化.3.(2023·重庆市九龙坡区高三二模)已知偶函数f (x )-π2,f ′(x ),当0≤x <π2时,有f ′(x )cos x +f (x )·sin x >0成立,则关于x 的不等式f (x )>2x 的解集为________.答案-π2,-解析构造函数g (x )=f (x )cos x ,0≤x <π2,g ′(x )=f ′(x )cos x -f (x )(cos x )′cos 2x =f ′(x )cos x +f (x )sin x cos 2x>0,所以函数g (x )=f (x )cos x 在0,因为函数f (x )为偶函数,所以函数g (x )=f (x )cos x 也为偶函数,且函数g (x )=f (x )cos x 在0,所以函数g (x )=f (x )cos x 在-π2,,因为x -π2,所以cos x >0,关于x 的不等式f (x )>2x 可变为f (x )cos x >cos π3也即g (x )>所以g(|x |)>|>π3,-π2<x <π2,解得π3<x <π2或-π2<x <-π3.-π2,类型二同构法构造函数例4(2023·重庆万州纯阳中学模拟)若0<x 1<x 2<1,则下列结论正确的是()A .e x 2-e x 1>ln x 2-ln x 1B .e x 2-e x 1<ln x 2-ln x 1C .x 2e x 1>x 1e x 2D .x 2e x 1<x 1e x 2答案C解析令h (x )=e x-ln x ,则h ′(x )=e x-1x =x e x -1x,令φ(x )=x e x -1,所以当0<x <1时,φ′(x )=(x +1)e x >0,所以φ(x )在(0,1)上单调递增,又φ(0)=-1,φ(1)=e -1>0,所以∃x 0∈(0,1),使得φ(x 0)=0,即当x ∈(0,x 0)时,φ(x )<0,h ′(x )<0,当x ∈(x 0,1)时,φ(x )>0,h ′(x )>0,所以h (x )在(0,x 0)上单调递减,在(x 0,1)上单调递增,故e x 2-ln x 2与e x 1-ln x 1的大小关系无法判断,故A ,B 均错误;令f (x )=e xx ,则当0<x <1时,f ′(x )=(x -1)e x x 2<0,故f (x )在(0,1)上单调递减,若0<x 1<x 2<1,则f (x 1)>f (x 2),即e x 1x 1>e x 2x 2,所以x 2e x 1>x 1e x 2,故C 正确,D 错误.故选C.根据条件或结论特征构造具体函数,一般具有相似结构,利用这一特征构造具体函数,利用该函数单调性寻求突破口,在根据特征构造函数时,需要较强的观察力和联想力,灵活地针对不同特征构造出相应函数,这也需要我们平时注意积累,掌握一些常见函数模型.4.已知a =2e ,b =ln (3e)3,c =ln 5+15,则()A .a >b >cB .c >b >aC .a >c >bD .b >a >c答案A解析因为a =2e =ln e +1e ,b =ln 3+13,所以设f (x )=ln x +1x,x ∈(1,+∞).因为f ′(x )=-ln xx 2<0,所以f (x )在(1,+∞)上是减函数,又e<3<5,所以a >b >c .故选A.5.已知变量x 1,x 2∈(0,m )(m >0),且x 1<x 2,若x x 21<x x12恒成立,则m 的最大值为()A .eB .eC .1e D .1答案A解析x x 21<x x12,即x 2ln x 1<x 1ln x 2,化为ln x 1x 1<ln x 2x 2,故f (x )=ln xx在(0,m )上为增函数,又由f ′(x )=1-ln xx 2>0,得0<x <e ,故m 的最大值为e.故选A.。
导剧-深度•兹龙系列锦义第M篇构造晶数解决晶导及抽小墨(内附:万能积分法+不定积分详解)目录一、技能储备 (2)情境一.常规构造 (2)题型①:指幕型 (2)题型②:三角型 (3)题型③:对数型 (3)情境二.非常规构造 (4)题型1:在常规构造的基础上,导数相关式中存在独立于/(x)和/'(X)之外的项心) (4)题型2:若干常规构造模型组合(附:万能积分法) (6)二、拓展:不定积分 (8)一、原函数与不定积分 (8)二、基本积分表 (8)三、不定积分的性质 (9)四、计算方法 (9)NO.1第一类换元积分法(凑微分法) (9)NO.2第二类换元法 (10)N0.3分部积分法(凑微分法) (11)三、典型例题 (12)一、技能储备【引例】已知函数丁= /(工)的图象关于y轴对称,且当x£ (-oo,0),/(x) + xf\x) < 0成立,。
=2%/(2°2), b = log,3./(lo g;r3), c = k)g3 9・7(k)g3 9),则的大小关系是()A.a >h>cB.a >c>hC.c>b>aD.h>a>c类似于引例,在已知/(x) + 0"(x)<O这种导数相关式(等式或不等式)的前提下,让我们解与/(X)相关的不等式或比较大小的题目,这种问题的难点是如何通过旻数担差式构造出与/(X)相关的单调性可推算的新函数(有时也直接求出/(X)的解析式)进而求解问题构造新函数是解决这类问题的通法也是难点,下面我们就以曼效也去式的种类为依据进行分类,分别介绍不同类型下如何构造新函数.情境一.常规构造【解题模型】1. 若/(X)+.尸(X)> 0,则可构造函数G(x)=若• /(%);2. 若/(x)—r(x)>。
,则可构造函数G(x) = /区;e x3. ①若/(x) + 2/”(x) > 0 , 则可构造函数G(x)=「1/(x);\_则可构造函数G(x) = /' • /(x), (nsN* ).4. ①若/。
)一21(x)>0, 则可构造函数G(x)=4U;-Xe25. ②若f(x) -nf\x) > 0,则可构造函数6。
)=」畀,5wN").Te n①若2/(x) + f(x) > 0, 则可构造函数G(x)=,(x)•0②若讨Xx)+/(x)>o,则可构造函数G(%)=f(x)・e",(nwM).6.①若2/(%)-0,则可构造函数G(x)=华;e②若力'(x)—r(x)>0,则可构造函数G(x)="^,5sN*).e nx7.若/(x)+x,/'(x)>0,则可构造函数G(x)="/(x);8.若"x)—x"'(x)>0,则可构造函数G(x)="O,(xwO);X9.①若2x"(x)+x2-f(x)>0,则可构造函数G(x)=炉.f(x).②若2"(x)+无•/'(%)>0,则可构造函数G(x)=x2•/(x)(注意x的正负);③若〃•/。
)+工•((工)>0,则可构造函数G(x)=x"«/(x)(注意x的正负);10.若公/。
)-尤/'(外>0,则可构造函数G(x)=C^(注意x的正负,〃的奇偶);X题型②J鼠角_型【解题模型】11.①若/(工)85工+/'(工)51111>0,则可构造函数G(x)=sinx・7(x);②若/'(x)+/'(X)tanx>0,则可构造函数G(x)=sinx-/(x)(注意x的取值范围);12.①若/(x)cosx—7'(x)sinx>0,则可构造函数G(x)=△*;sinx②若〃x)-(九)tanx>0,则可构造函数G(x)="。
(注意x的取值范围);sinx题型③:一近数型【解题模型】13.①若"»+lnx・r(x)>0,则可构造函数G(x)=lnx♦/(x);X/(x)+x-Inx•/r(x)>0,则可构造函数G(x)=lnx"(x);14.①若)—In—J'(x)〉。
,则可构造函数G(x)=(x>O,xw1);x Inx②若/(x)-x-lnx-尸(x)>0,则可构造函数G(x)="»(x>O,xwl);\nx情境二.非常规构造题型L-在常规构造的基础上,导数相关式中存在独立于/(幻和r(x)之外的项心)题型概述:由于导数相关式中存在独立于7(X)和广(幻之外的项,也就意味着我们通过情境一中的模型构造完函数G(7(x))之后,还存在未被构造的项,(x),此时面临的问题是:如何处理,(x),我们有如下处理策略:【解题策略】型LL导数相关式为等式【典例1】设函数/(©满足0%r)+/(x)=5=/(e)=L则函数/(X)()x eA在(0,6)上单调递增,在(6,+8)上单调递减;A在(0,+8)上单调递增;C在(0,6)上单调递减,在(d+00)上单调递增;D.在(0,4-00)上单调递减;[典例2]设函数((x)是函数/(x)(x£R)的导函数,/(0)=1,且3/(x)=,f(x)-3,则4/(x)>f(x)的解集为()题型L2:导数相关式为不等式(典例3]若定义在(0,+8)上的函数/(%)的导数f(x)满足矿(x)+■0,且/(1)=1, 则下列结论一定成立的是()A/(-)<0 B.f(e)>0eC.Vxe(1,e),/(x)>0 D3x G(1,e)9f(x)-f(-)+2<0X【典例4】设函数/(尤)在R上的导函数为尸(x),且2/(幻+货'。
)〉/,下面不等式恒成立的是()A./(%)>0B./(x)<0C./(x)>xD./(x)<x题型Z._.若干常规构造模型组合(附:万能积分法)题型概述:导数相关式是由常规构造中若干模型组合而来,有了(幻也有广(幻,但是不存在独立项,(X)【解题策略】下面以这道题为例,对积分法的一些升级操作及其万能属性进行说明,【典例5】已知/(幻是定义在R上的可导函数,且满足(x+2)/(1)+4'(1)>0,则A/(x)>0 B.f(x)<0【题1】已知2/(x)—/'(x)>0,构造函数.【题2】已知/3+lnx・r(x)〉O,构造函数.【题3】已知/(x)cosx+/'(工)sinx>0,构造函数.卜面学点枳分吧,如果你也想万能二、拓展:不定积分一、原函数与不定积分定义1:若义'(尤)=/(%),则称户(%)为了(为的原函数。
①连续函数一定有原函数;②若尸(%)为了(8)的原函数,则尸(乃+C 也为/(冗)的原函数; 事实上,(/(x)+C )'=/(x)=/(x)③/(X )的任意两个原函数仅相差一个常数。
事实上,由伉⑴一小a )]'=k (x )-E (x )=/a )-/(x )=o,得月⑴―乙(工)=。
故尸(x)+C 表示了/(x)的所有原函数,其中/(x)为/(x)的一个原函数。
,J-积分号,/(X )-被积函数,工―积分变量.显然//(幻公=厂(此+。
二、基本积分表r x a+} 2、\x a dx=^—+c J 4+11,। —dx=In x +c x1 J --- 7ax =arctanx+c 1 +x 25、[ ——dx=arcsin x+cJ VT76、cosxrfx=sinx+c定义2:/(X )的所有原函数称为了(X )的不定积分,记为]7(x)公 1、^kdx= kx + c 3、 4、7、jsinx^Zr=-cosx+cxf a x dx- +cJ inaL 土g (x)]公=JV(x)公土Jg(x)公2.^kf{x}dx=f(x)dx(k w0)四、计算方法NO.1第一类换元积分法(凑微分法)方式L ++ +即公=‘d(av+/?)题1、求不定积分 ①Jsin Sxdx =(Jsin5xd (5x )5x=[Jsin udu =-*cos6x)+C j(l-2x)7= 2x)76/(1-2X )=-1•占。
-2x)"i+C=-^(1-2x)8+C1r d(x/a)1 ————~T=—arctan。
Ji+(x/〃y a方式2.\f(x n y-x dx=-\f(x n \lx\^x n -}dx=dx n题2、求不定积分8、 9、 12、f ——dx=[sec 2 xdx = tanx + c J cos 〜x Jf ―\-dx= fcsc 2 xdx = -cotx + c J sin~ x JJ e x dx = e x +c 13、 三、 不定积分的性质©f^^=j^£±L yja 2-x 2 J] 一 (x \=arcsin — +C丁)=_/3+c dx-2[cosVx6fVx=2sinVx+C方式3.—dx=d\nx,e x dx=de\sinxdx=-d cosx,cos xdx=d sinx,sec 2xdx =t/tanx Xsecxtanx 公=dsecx,-^-dx=d arctanx,-,dx=d arcsinx,]+厂 71-x 2/%dx=±dja 2±x 2,••题3、求不定积NO.2第二类换元法方式1.三角代换题4、JJ4-x2dx解:令x=osinr (或QCOS ,),则-x?=QCOS ,,dx=acostdtJM j a cos t-a cos tdt=a 2 ①jx71 - x 2 dx -j (1 -x 2 丫 d(l 一 x?) = 一g . ;+ll-x 2)2+,+c = -1(l-x 2)" +c ①J tan xdx = J sinx cosx JCOSX t c= -lncosx + C = Insecx+C cosx ②Jcot xdx = fCOSX rdsinx ——dx — —; ---- = In sin x + C = — In cos x+Csinx ' sinx ―!—dx- xAnx y^= ln(lnx) + C i+ e xln(l+ e A )+C⑤卷A LY~—= x - In (1 + e')+ C1+cos2f , a 2 ------------ d t = —— 2 2 1 cos —d — = -sin — +C2 2 2 2 /2 2 aa. 「a.xax\a-x — =——/d -- s m 2t+C=——arcsin —+-2 -------------------------- F C2 4 2a4aa =-a 2arcsin —+—xyJa 2-x 2+C2a2题5、 , =v ——=arcsin —十C/Q解:令x=Qsin ,=[dt=t-\-C=arcsin —+CJ ZJ 人x=4Sinf 小结:/(x)中含有<Jx 2+〃2可考虑用代换,x=otanf^x 2-a 21x=ases方式2.无理代换解:令乳干二八贝卜=,3_1,dx=3t 2dt分部积分公式:JudV=UV-\VdU简证:因为(UV )'=UV+UV',UV r =(UV )-UV,于是^UV r dx=^(UV )dx-^UVdx,故:\udV=UV-\vdU (前后相乘)(前后交换) 口诀:“对反事三指”,分别对应对数函数、反函数、事函数、三角函数、指数函数。