新高考数学二轮复习考点突破课件 第1部分 专题突破 专题1 微重点3 导数中的函数构造问题(含解析)
展开导数中的函数构造问题是高考考查的一个热点内容,经常以客观题出现,同构法构造函数也常在解答题中出现,通过已知等式或不等式的结构特征,构造新函数,解决比较大小、解不等式、恒成立等问题.
(2022·苏州质检)已知函数f(x)满足f(x)=f(-x),且当x∈(-∞,0]时,f(x)+xf′(x)<0成立,若a=20.6·f(20.6),b=ln 2·f(ln 2),c= ,则a,b,c的大小关系是 A.a>b>c B.c>b>aC.a>c>b D.c>a>b
考向1 利用f(x)与x构造
因为f(x)=f(-x),所以函数f(x)是偶函数,令g(x)=x·f(x),则g(x)是奇函数,g′(x)=f(x)+x·f′(x),当x∈(-∞,0]时,f(x)+xf′(x)<0成立,所以g(x)在x∈(-∞,0]上单调递减,又g(x)在R上是连续函数,且是奇函数,所以g(x)在R上单调递减,
(1)出现nf(x)+xf′(x)的形式,构造函数F(x)=xnf(x);
已知定义在(0,+∞)上的函数f(x)满足f′(x)- -3>0,且f(1)=0,则不等式f(ex)-3xex>0的解集为 A.(0,1) B.(1,+∞)C.(0,+∞) D.(e,+∞)
所以xf′(x)-f(x)-3x>0,所以g′(x)>0,即g(x)在(0,+∞)上单调递增.
即g(ex)>g(1),所以ex>1,解得x>0.
(2022·枣庄质检)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)
考向2 利用f(x)与ex构造
由f(x)
(1)出现f′(x)+nf(x)的形式,构造函数F(x)=enxf(x);
(2022·成都模拟)已知定义在R上的函数f(x)满足f(x)+f′(x)>0,且f(3)=3,则f(x)>3e3-x的解集为__________.
设F(x)=f(x)·ex,则F′(x)=f′(x)·ex+f(x)·ex=ex[f(x)+f′(x)]>0,∴F(x)在R上单调递增.又f(3)=3,则F(3)=f(3)·e3=3e3.∵f(x)>3e3-x等价于f(x)·ex>3e3,即F(x)>F(3),∴x>3,即所求不等式的解集为(3,+∞).
考向3 利用f(x)与sin x,cs x构造
∴g(-x)=f(-x)cs(-x)=f(x)cs x=g(x),∴g(x)为偶函数,又g′(x)=f′(x)cs x-f(x)sin x,
函数f(x)与sin x,cs x相结合构造可导函数的几种常见形式(1)F(x)=f(x)sin x,F′(x)=f′(x)sin x+f(x)cs x;
(3)F(x)=f(x)cs x,F′(x)=f′(x)cs x-f(x)sin x;
已知a>0,若在(1,+∞)上存在x使得不等式ex-x≤xa-aln x成立,则a的最小值为____.
∵xa=∴不等式即为ex-x≤ealn x-aln x.由a>0且x>1得aln x>0,设y=ex-x,则y′=ex-1>0,故y=ex-x在(1,+∞)上单调递增,
当x∈(1,e)时,f′(x)<0;当x∈(e,+∞)时,f′(x)>0;∴f(x)在(1,e)上单调递减,在(e,+∞)上单调递增,∴f(x)min=f(e)=e,∴a≥e.故a的最小值为e.
指对同构,经常使用的变换形式有两种,一种是将x变成ln ex,然后构造函数;另一种是将x变成eln x,然后构造函数.
已知a>0,b>0,且(a+1)b+1=(b+3)a,则 A.a>b+1 B.ab-1
因为(a+1)b+1=(b+3)a,a>0,b>0,
所以g(x)在(0,+∞)上单调递减.当x→0时,g(x)→0,所以g(x)<0,即f′(x)<0,故f(x)在(0,+∞)上单调递减.因为f(a)>f(b+1),所以aA.a2.(2022·哈尔滨模拟)已知f(x)是定义在R上的偶函数,f′(x)是f(x)的导函数,当x≥0时,f′(x)-2x>0,且f(1)=3,则f(x)>x2+2的解集是 A.(-1,0)∪(1,+∞)B.(-∞,-1)∪(1,+∞)C.(-1,0)∪(0,1)D.(-∞,-1)∪(0,1)
令g(x)=f(x)-x2,则g(-x)=f(-x)-(-x)2=g(x),所以函数g(x)也是偶函数,g′(x)=f′(x)-2x,因为当x≥0时,f′(x)-2x>0,所以当x≥0时,g′(x)=f′(x)-2x>0,所以函数g(x)在[0,+∞)上单调递增,不等式f(x)>x2+2即为不等式g(x)>2,由f(1)=3,得g(1)=2,所以g(x)>g(1),所以|x|>1,解得x<-1或x>1,所以f(x)>x2+2的解集是(-∞,-1)∪ (1,+∞).
3.(2022·南京质检)设a,b都为正数,e为自然对数的底数,若aea
令g(x)=f(x)sin x,因为f(x)为奇函数,则g(x)为偶函数,又当x>0时,f′(x)sin x+f(x)cs x>0,即g′(x)>0,则g(x)在(0,+∞)上单调递增,
5.函数f(x)的定义域是R,f(0)=2,对任意x∈R,f(x)+f′(x)>1,则不等式exf(x)>ex+1的解集为 A.{x|x>0}B.{x|x<0}C.{x|x<-1或x>1}D.{x|x<-1或0
6.(多选)(2022·渭南模拟)设实数λ>0,对任意的x>1,不等式λeλx≥ln x恒成立,则λ的取值可能是
由题设,eλx·λx≥xln x=eln x·ln x,令f(t)=t·et(t>0),则f′(t)=(t+1)·et>0,所以f(t)单调递增,又f(λx)≥f(ln x),即当x∈(1,+∞)时,λx≥ln x,
所以在(1,e)上,g′(x)>0,即g(x)单调递增;在(e,+∞)上,g′(x)<0,即g(x)单调递减,
7.已知f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)为f(x)的导函数,且满足f(x)<-xf′(x),则不等式f(x+1)>(x-1)f(x2-1)的解集是__________.
根据题意,构造函数y=xf(x),x∈(0,+∞),则y′=f(x)+xf′(x)<0,所以函数y=xf(x)的图象在(0,+∞)上单调递减.又因为f(x+1)>(x-1)f(x2-1),所以(x+1)f(x+1)>(x2-1)f(x2-1),所以0
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