导数中的构造函数

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函数与导数之构造函数

函数与导数之构造函数

构造函数一、考情分析函数与导数是高考必考的知识点,考试形式有选择题也有填空题,并且都以压轴题为主。

题目难度都偏大,对学生的思维能力考查都要求比较高。

构造函数,是我们高中数学处理和研究函数与导数的一种有效方法,通过分离变量和参数,构造新的函数去研究其新函数的单调性,极值点,从而使问题得到解决。

二、经验分享(常见函数构造类型)(1).普通函数的变形1. 对于不等式()k x f >'()0≠k ,构造函数()()b kx x f x g +-=.2. 对于不等式()()0'>+x f x xf ,构造函数()()x xf x g =3. 对于不等式()()0'>-x f x xf ,构造函数()()xx f x g =()0≠x 4. 对于不等式()()0'>+x nf x xf ,构造函数())(x f x x g n=5. 对于不等式()()0'>-x nf x xf ,构造函数()n x x f x g )(=6. 对于不等式()()0'>-x f x f ,构造函数()x e)(x f x g =7. 对于不等式()()0'>+x f x f ,构造函数())(x f e x g x=8. 对于不等式()()0'>+x kf x f ,构造函数())(x f e x g kx = (2).双变量函数的变形1.形如()b a f f ab ⎛⎫⎪⎝⎭或的函数,构造函数,令b a t t a b ==或者,求(t)f ; 2.对于(x)f ,形如1212(x )(x )f f x x --的函数,要结合图像构造函数的切线方程,求斜率;3.形如(x)g(x)f >或(x)g(x)f <的函数不等式,(1).可以构造函数)(-)(x g x f x F =)(,然后求)(x F 的最大值和最小值;(2).如果(x)0g >,我们也可以构造函数()(x)(x)f G xg =,求()G x 的最值 .三、题型分析(一) 与圆锥曲线(双参数)有关的构造函数例1.【四川省成都市2019届高三第一次诊断性考试,理科,12】设椭圆()012222>>=+b a by a x C :的左右顶点为A,B.P 是椭圆上不同于A,B 的一点,设直线AP,BP 的斜率分别为m,n ,则当()||ln ||ln 32323n m mnmn b a +++⎪⎭⎫ ⎝⎛-取得最小值时,椭圆C 的离心率为( ) A.51 B.22 C.54D.23【变式训练1】已知函数2()4f x x =+,则1212,,x x R x x ∀∈≠,1212|()()|||f x f x x x --的取值范围是( )A .[0,)+∞B . [0,1]C .(0,1)D .[0,1)【变式训练2】已知21()ln (0)2f x a x x a =+>,若对任意两个不等的正实数12x x 、都有1212()()2f x f x x x ->-恒成立,则a 的取值范围是 .【变式训练3】设实数y x ,,满足,134-22y x y xy x +=++则代数式1342-++y x y xy ( )A.有最大值316B.有最小值134 C 有最大值1 D.有最大值2120(二) 与函数基本性质有关的构造函数例2.【四川省资阳市2019届高三第一次诊断性考试,文科,12】定义在R 上的可导函数()f x 满足(2)()22f x f x x -=-+,记()f x 的导函数为()f x ', 当1x ≤时恒有()1f x '<.若()(12)31f m f m m ---≥,则m 的取值范围是( ) A .(,1]-∞-B .1(,1]3-C .[1,)-+∞D .1[1,]3-【变式训练1】 已知定义在R 上的可导函数()=y f x 的导函数为()f x ',满足()()f x f x '<,且(1)y f x =+为偶函数,(2)1=f ,则不等式()<xf x e 的解集为( )A.(,0)-∞B.(0,)+∞C.4(,)-∞eD.4(,)+∞e【变式训练2】(2015新课标Ⅱ)设函数()f x '是奇函数()()f x x R ∈的导函数,(1)0f -= 当0x >时,'()()xf x f x -0<,则使得f (x )>0成立的x 的取值范围是( ) A .()(),10,1-∞- B .()()1,01,-+∞ C .()(),11,0-∞-- D .()()0,11,+∞【变式训练3】已知函数(x)f 满足:'2(x)e (x)x x e f f x +=1()222f e=,则0x >时,(x)f ( )A. 有极大值,无极小值B.有极小值,无极大值C.既有极大值,又有极小值D.无极大值,也无极小值(三) 与分离常数法有关(压轴大题)的构造函数 例3.已知函数)(1ln )(22R a a ax x x ax x f ∈++--= (1) 试讨论)(x f 的导函数)('x f 的零点个数;(2) 若对任意的[)+∞∈,1x ,关于x 的不等式2)()(+≤x f x f 恒成立,求实数a 的取值范围 【变式训练1】已知函数e ()ln ,()e xxf x mx a x mg x =--=,其中m ,a 均为实数. 设1,0m a =<,若对任意的12,[3,4]x x ∈12()x x ≠,212111()()()()f x f xg x g x -<-求a 的取值范围.【变式训练1】【2019浙江22】已知实数0a ≠,设函数()=ln 0.f x a x x +>(1)当34a =-时,求函数()f x 的单调区间;(2)对任意21[,)e x ∈+∞均有()2f x a ≤ 求a 的取值范围.四、迁移应用1.已知()f x 是定义在R 上的偶函数,其导函数为()f x ',若()()f x f x '<,且(1)f x +(3)f x =-,(2015)2f =,则不等式1()2x f x e -<的解集为( )A .(1,)+∞B .(,)e +∞C .(,0)-∞D .1(,)e-∞ 2.【四川省成都市2019届高三第一次诊断性考试,12】设椭圆()012222>>=+b a by a x C :的左右顶点为A,B.P 是椭圆上不同于A,B 的一点,设直线AP,BP 的斜率分别为m,n ,则当()||ln ||ln 32323n m mnmn b a +++⎪⎭⎫ ⎝⎛-取得最小值时,椭圆C 的离心率为( ) A.51 B.22 C.54D.233.设函数f (x )在R 上存在导数)(x f ',R x ∈∀,有2)()(x x f x f =+-,在),0(+∞上,x x f <')(,若0618)()6(≥+---m m f m f ,则实数m 的取值范围为( )A .),2[+∞B .),3[+∞C .[-3,3]D .),2[]2,(+∞--∞4. 设函数x e x e x g x x e x f 222)(,1)(=+=,对任意),0(,21+∞∈x x ,不等式1)()(21+≤k x f k x g 恒成立,则正数k 的取值范围是( )A .),1(+∞B .),1[+∞C .)1,(-∞D .]1,(-∞5.若定义在错误!未找到引用源。

2023届高考数学一轮复习导数中的构造函数

2023届高考数学一轮复习导数中的构造函数
,c=
,因此设函数 f(x)=
,则
e
e
3
5

-ln
-ln
f'(x)= 2 ,当 x>1 时,f'(x)= 2 <0,所以函数 f(x)在(1,+∞)上单调递减,又因为


1<e<3<5,所以 f(e)>f(3)>f(5),即 a>b>c,故选 A.
1
ln3
ln4
对点训练 1(2021 重庆二十九中高三月考)已知实数 a= ,b= ,c= ,则 a,b,c
()
③对于f'(x)cos x+f(x)sin x>0(或<0),构造函数F(x)= cos ;
④对于f'(x)cos x-f(x)sin x>0(或<0),构造函数F(x)=f(x)cos x.
π
例 6.(多选)(2021 广东惠州高三期中)已知定义在 0, 2 上的函数 f(x)的导函数
x>0 时,g'(x)<0,则函数
a>b,则必有
'()-()
g'(x)= 2 ,因为当
x>0 时,xf'(x)-f(x)<0,所以当
()
g(x)= 在(0,+∞)上单调递减,所以对任意正数
()
()
g(a)= <g(b)= ,即


bf(a)<af(b),故选 B.
a,b,若
A.(-∞,- 2)∪( 2,+∞) B.(- 2, 2)
C.(-∞,- 2) D.( 2,+∞)
解析 设F(x)=x2f(x),F'(x)=x2f'(x)+2xf(x)=x(xf'(x)+2f(x)),因为当x>0

导数构造函数12种类型例题

导数构造函数12种类型例题

导数构造函数12种类型例题几种导数的常见构造1、对于f '(x)>g(x),构造h(x)= f(x)-g(x);若遇到f (x)>a(a≠0),则可构造h(x)= f(x)-ax2、对于f(x)+g(x)>0, 构造h(x)= f(x)+ g(x)3、对于f(x)+f(x)>0,构造h(x)=e*.f(x)4.对于f(x)-f(x)>0,构造h(x)=2)5、对于xf (x)+ f(x)>0, 构造h(x)=xf(x)6、对于xf '(x)-f(x)>0,构造h(x)=;f(x)7、对于xyf (x)+nf(x)≥0,构造h(x)=x"f(x) (注意对x的符号进行讨论)8、对于xf (x)-nf(x)≥0,构造h(x)=.f(x)(注意对x的符号进行讨论)9、对于xlnxf (x)- f(x)≥0,构造h(x)= :f(x)lnx10、对于f'(x),>0,构造h(x)=In|f(x)|f(x)2、典型例题例题1、定义在R上的函数y= f(x)满足f(1)=1,且对于任意x∈R都有f"(x)<则x2+1不等式f(x2)>-+:的解集是()A. (1,2)B. (0,1)C. (1,+∞)D. (-1,1)x1练习1、已知函数y=f(x)(x∈R)满足f()=1,且满足f(x)<=,则f(x)<2的解集【】A. {x|-1<x<l}B. {x|x<-l}C. {x|x<-1或x>1}D. {x|x>1}例题2、已知函数y= f(x)为R上的可导函数,满足f(x)> f(x),则有( ) .A. e20'sf(-2015)< f(0),f(2015)>2015f(0)B. e*0*f(-2015)< f(),f(2015)<e2015 f(0)c e**f(-2015)> f(0),f(2015)> e2"f()D. e"f(-2015)> f(0),f(2015)<e/f()练习2.定义在R上的函教y=f(x),若对于任意x∈R都有f(x)>f(x), 且f(x)+1为奇函数,则不等式f(x)+e*<0的解集为( )A.(-o0,0)B. (0,+2)c(-x,+∞)例题3.巴知定又在R上的函数y=f(x),满足y= f(x+1)的图像关于直线x=-1对称,且当x∈(- o,0)时,f(x)+xF(x)<0成立。

导数中的构造函数(最全精编)

导数中的构造函数(最全精编)

导数中的构造函数(最全精编)导数小题中构造函数的技巧函数与方程思想、转化与化归思想是高中数学思想中比较重要的两大思想。

在导数题型中,构造函数的解题思路恰好是这两种思想的良好体现。

下面我将分享导数小题中构造函数的技巧。

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 $xf(x)$ 和$\frac{f(x)}{x}$。

在数导数计算的推广及应用中,我们对 $u\cdot v$ 的导函数观察可得,$u\cdot v$ 型导函数中体现的是“加法”,$\frac{u}{v}$ 型导函数中体现的是“除法”。

由此,我们可以猜测,当导函数形式出现的是“加法”形式时,优先考虑构造$u\cdot v$ 型;当导函数形式出现的是“除法”形式时,优先考虑构造 $\frac{u}{v}$ 型。

我们根据得出的“优先”原则,看一看例1和例2.例1】$f(x)$ 是定义在 $\mathbb{R}$ 上的偶函数,当$x0$ 的解集为?思路点拨:出现“加法”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。

解析】构造 $F(x)=xf(x)$,则 $F'(x)=f(x)+xf'(x)$。

当$x0$ 的解集为 $(-\infty,-4)\cup(0,4)$。

例2】设 $f(x)$ 是定义在 $\mathbb{R}$ 上的偶函数,且$f(1)=2$。

当 $x0$ 恒成立。

则不等式 $f(x)>0$ 的解集为?思路点拨:出现“除法”形式,优先构造$F(x)=\frac{f(x)}{x-f(x)}$,然后利用函数的单调性、奇偶性和数形结合求解即可。

解析】构造 $F(x)=\frac{f(x)}{x-f(x)}$,则$F'(x)=\frac{xf'(x)-2f(x)}{(x-f(x))^2}$。

因为 $xf'(x)-f(x)>0$,所以 $F'(x)>0$,$F(x)$ 在 $(-\infty,0)$ 上单调递增。

利用求导法则构造函数

利用求导法则构造函数

利用求导法则构造函数近年高考试卷中常出现一种客观题,考查导数运算法则的逆用、变形应用能力。

这种题目的背景、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,旨在考查学生对导数运算法则的掌握程度。

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。

本文结合实例介绍此类问题的几种常见形式及相应解法。

常用的构造函数有:1.和与积联系:如f(x)+xf'(x),构造xf(x);2xf(x)+x^2f'(x),构造x^2f(x);3f(x)+xf'(x),同样构造x^2f(x);3f(x)+xf'(x),构造x^3f(x);………;nf(x)+xf'(x),构造x^n f(x);f'(x)+f(x),构造e^xf(x)等等。

2.减法与商联系:如xf'(x)-f(x)>0,构造F(x)=f(x)/x;x^2f'(x)-2f(x)>0,构造F(x)=f(x)/x^2;xf'(x)-nf(x)>0,构造F(x)=f(x)/x^n;f'(x)-f(x),构造F(x)=f(x)/e^x;2xe^xf'(x)-2f(x),构造F(x)=f(x)/(2xe^x)等等。

在构造函数时,有时候不唯一,关键是要合理构造函数。

给出导函数,构造原函数,本质上离不开积分知识。

一种常见形式是巧设“y=f(x)±g(x)”型可导函数。

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。

导数中的构造函数

导数中的构造函数

导数中的构造函数导数是微积分中的一个重要概念,用于描述函数在其中一点处的变化率。

在数学中,导数通常用构造函数的方式定义。

一个函数的导数构造函数是该函数在给定点处的变化率。

本文将详细介绍导数中的构造函数,包括定义、性质和应用等方面。

一、导数的定义1.构造函数的定义设函数y=f(x),在点x处有定义。

如果用x的变化量Δx去近似表示介于x和x+Δx之间的x的变化量,那么函数f在点x处的近似导数(记作f'(x))就是当Δx趋近于0时,函数值的变化与自变量变化比值的极限。

用数学表示可以写作:f'(x) = lim(Δx→0) [f(x+Δx) - f(x)] / Δx这个极限就是函数f在点x处的导数。

2.导数的几何意义几何上,一个函数在其中一点处的导数等于其曲线在该点处的切线的斜率,也即切线的斜率是函数在此点处的近似变化率。

二、导数的性质导数具有一些重要的性质,以下列举几个常用性质:1.基本导数(1)常数函数的导数为0,即对于常数C,有C'=0。

(2) 幂函数的导数。

对于幂函数y=x^n(其中n为常数),其导数为y'=nx^(n-1)。

(3) 对数函数的导数。

对数函数y=log_a(x)(其中a为常数且a>0),其导数为y'=1/(xlna)。

(4) 指数函数的导数。

指数函数y=a^x(其中a>0且a≠1),其导数为y'=a^xlna。

2.导数的四则运算(1)求和差的导数。

若f(x)和g(x)在点x处可导,则(f(x)±g(x))'=f'(x)±g'(x)。

(2) 函数乘以常数的导数。

若f(x)在点x处可导,k为常数,则(kf(x))' = kf'(x)。

(3)乘法法则。

若f(x)和g(x)在点x处可导,则(f(x)g(x))'=f'(x)g(x)+f(x)g'(x)。

2024高考数学常考题型 导数中构造函数比大小问题题型总结(解析版)

2024高考数学常考题型 导数中构造函数比大小问题题型总结(解析版)

第4讲导数中构造函数比大小问题题型总结【典型例题】题型一:构造()xxx f ln =比较大小此函数定义域为()+∞,0,求导()2ln 1x xx f -=',当()e x ,0∈时,()0>'x f ,故()x f 为增函数,当()+∞∈,e x 时,()0<'x f ,故()x f 为减函数,当e x =时,()x f 取得极大值为()ee f 1=,且()()222ln 42ln 244ln 4f f ====,此结论经常用来把函数转化到同一边进行比较【例1】(2022·广东·佛山市南海区九江中学高二阶段练习)若1ln 2ln 3,,e 23a b c ===,则,,a b c 的大小关系为()A .a c b >>B .b c a>>C .c b a>>D .a b c>>【答案】A 【解析】【分析】通过对三个数的变形及观察,可以构造出函数()ln xf x x=,通过求导分析其单调性即可得到答案【详解】解:1ln e ln 2ln 4ln 3,,e e 243a b c =====,设()()2ln 1ln ,x x f x f x x x -'==,则e x >时,()0f x '<,故()f x 在()e,∞+上单调递减,则()()()3e 4f f f >>,即ln e ln 3ln 4e34>>,所以a c b >>.故选:A.【例2】(2023·全国·高三专题练习)设24ln 4a e -=,ln 22b =,1c e =,则()A .a c b <<B .a b c<<C .b a c<<D .b c a<<【答案】C【解析】【分析】结合已知要比较函数值的结构特点,可考虑构造函数()ln xf x x=,然后结合导数与单调性关系分析出e x =时,函数取得最大值()1e ef =,可得c 最大,然后结合函数单调性即可比较大小.【详解】设()ln x f x x =,则()21ln xf x x -'=,当e x >时,()0f x '<,函数单调递减,当0e x <<时,()0f x '>,函数单调递增,故当e x =时,函数取得最大值()1e ef =,因为()2222e ln 22ln22e e e 22a f -⎛⎫=== ⎪⎝⎭,()()4ln2l e n 4e 1,24b f c f =====,2e 42e << ,当e x >时,()0f x '<,函数单调递减,可得()()2e 4e 2f f f ⎛⎫<< ⎪⎝⎭,即b a c <<.故选:C【例3】(2022·吉林·高二期末)下列命题为真命题的个数是()①ln 32<;②ln π<;③15<;④3e ln 2>.A .1B .2C .3D .4【答案】B 【解析】【分析】本题首先可以构造函数()ln x f x x =,然后通过导数计算出函数()ln xf x x=的单调性以及最值,然后通过对①②③④四组数字进行适当的变形,通过函数()ln xf x x=的单调性即可比较出大小.【详解】解:构造函数()ln x f x x =,则()21ln xf x x -'=,当0e x <<时,()0f x '>,e x >时,()0f x '<,所以函数()ln xf x x=在()0,e 上递增,在()e,+∞上递减,所以当e x =时()f x 取得最大值1e,ln 322ln 2ln 22<⇔⇔,2e <<可得()2ff <,故①正确;lnπ<⇔e <<,可得f f <,故②错误;ln 2ln 4152ln1524<⇔<⇔<<,因为函数()ln xf x x=在()e,+∞上递减,所以()4f f<,故③正确;因为e >,所以(()e f f <,ln ee <1e <,则3e <即3e ln 2<④错误,综上所述,有2个正确.故选:B .【点睛】本题考查如何比较数的大小,当两个数无法直接通过运算进行大小比较时,如果两个数都可以转化为某个函数上的两个函数值,那么可以构造函数,然后通过函数的单调性来判断两个数的大小,考查函数思想,是难题.【例4】(2021·陕西汉中·高二期末(理))已知a ,b ,c 均为区间()0,e 内的实数,且ln 55ln a a =,ln 66ln b b =,ln 77ln c c =,则a ,b ,c 的大小关系为()A .a c b >>B .a b c>>C .c a b>>D .c b a>>【答案】B 【解析】【分析】构造函数()ln xf x x=,由导数判断函数单调性,进而利用单调性即可求解.【详解】解:令()ln x f x x =,则()21ln xf x x -'=,当0e x <<时,()0f x '>,函数()F x 在()0,e 上单调递增,当e x >时,()0f x '<,函数()f x 在()e,+∞上单调递减,因为765e >>>,所以()()()765f f f <<,因为a ,b ,c 均为区间()0,e 内的实数,且ln 5ln 5a a =,ln 6ln 6b b =,ln 7ln 7c c=,所以()()()f a f b f c >>,所以a b c >>,故选:B.【例5】(2022·江西·高三阶段练习(理))设ln 28a =,21e b =,ln 612c =,则()A .a c b <<B .a b c <<C .b a c <<D .c a b<<【答案】B 【解析】【分析】根据a 、b 、c 算式特征构建函数()2ln xf x x =,通过求导确定函数单调性即可比较a 、b 、c 的大小关系.【详解】令()2ln x f x x =,则()42ln 0x x xx x f x '-==⇒=因此()2ln xf x x =在)∞+上单调递减,又因为ln 2ln 4(4)816a f ===,22ln e1=(e)e e b f ==,ln 612c f ===,因为4e >>>a b c <<.故选:B .【题型专练】1.(2022·四川省资阳中学高二期末(理))若ln212ln3,,29e a b c ===,则()A .b a c>>B .b c a>>C .a b c >>D .a c b>>【答案】A 【解析】【分析】令()ln xf x x=,利用导数说明函数的单调性,即可得到函数的最大值,再利用作差法判断a 、c ,即可得解;【详解】解:令()ln x f x x =,则()21ln xf x x-'=,所以当0e x <<时()0f x '>,当e x >时()0f x '<,所以()f x 在()0,e 上单调递增,在()e,+∞上单调递减,所以()()max ln e 1e e e f x f ===,所以1e ln22>又94ln22ln39ln 24ln 3ln 2ln 3ln 512ln 91029181818----===>所以ln22ln329>,即b a c >>.故选:A2.(2022·浙江台州·高二期末)设24ln 4e a -=,ln 22b =,c =,则()A .a b c <<B .b a c <<C .a c b<<D .b c a<<【答案】B 【解析】【分析】由题设22e ln2e 2a =,ln 44b =,ln 33c =,构造ln ()xf x x =并利用导数研究单调性,进而比较它们的大小.【详解】由题设,222e ln4ln 42e e 2a -==,ln 2ln 424b ==,ln 33c ==,令ln ()xf x x=且0x >,可得21ln ()x f x x -'=,所以()0f x '>有0e x <<,则(0,e)上()f x 递增;()0f x '<有e x >,则(e,)+∞上()f x 递减;又2e 43e 2>>>,故c a b >>.故选:B3.(2022·四川广安·模拟预测(理))在给出的(1ln 32)43ln 34<e (3)ee ππ>.三个不等式中,正确的个数为()A .0个B .1个C .2个D .3个【答案】C 【解析】【分析】根据题目特点,构造函数()ln x f x x =,则可根据函数()ln xf x x=的单调性解决问题.【详解】首先,我们来考察一下函数()ln xf x x=,则()21ln xf x x -'=,令()0,f x '>解得0e x <<,令()0,f x '<解得e x >,故()ln xf x x=在区间()0,e 上单调递增,在区间()e,+∞单调递减,所以,(1)ff <ln 3>,则正确;(2)()43e 3f f ⎛⎫< ⎪⎝⎭,即4343lne ln33e <,即43e ln 34⋅>,则错误;(3)()()πf e f >,即e e e e e e ππππππln ln ln ln ln ln >⇒>⇒>,所以,e e ππ>,则正确故选:C.4.(2022·四川资阳·高二期末(文))若ln 33a =,1eb =,3ln 28c =,则()A .b a c >>B .b c a >>C .c b a >>D .c a b>>【答案】A 【解析】【分析】设函数ln (),(0)xf x x x=>,求出其导数,判断函数的单调性,由此可判断出答案.【详解】设ln (),(0)x f x x x =>,则21ln ()xf x x -'=,当0e x <<时,()0f x '>,()f x 递增,当e x >时,()0f x '<,()f x 递减,当e x =时,函数取得最小值,由于e 38<<,故lne ln 3ln 8e 38>>,即b a c >>,故选:A5.(2022·山东日照·高二期末)π是圆周率,e 是自然对数的底数,在e 3,3e ,33,e e ,πe ,3π,π3,e π八个数中,最小的数是___________,最大的数是___________.【答案】e e π3【解析】【分析】分别利用指数函数的单调性,判断出底数同为3,e 以及π的数的大小关系,再由幂函数的单调性,找出最小的数,最后利用函数()ln xf x x=的单调性,判断出最大的数.【详解】显然八个数中最小的数是e e .函数3x y =是增函数,且e 3π<<,∴e 3π333<<;函数e x y =是增函数,且e 3π<<,e 3πe e e <<;函数πx y =是增函数,且e 3π<<,e 3ππ<;函数e y x =在()0,∞+是增函数,且e 3π<<,e e e e 3π<<,则八个数中最小的数是e e 函数πy x =在()0,∞+是增函数,且e 3<,ππe 3<,八个数中最大的数为3π或π3,构造函数()ln xf x x=,求导得()21ln xf x x -'=,当()e,x ∈+∞时()0f x '<,函数()f x 在()e,+∞是减函数,()()3πf f >,即ln 3ln π3π>,即πln 33ln π>,即π3ln 3ln π>,π33π∴>,则八个数中最大的数是π3.故答案为:e e ;π3.6.(2022·安徽省宣城中学高二期末)设24ln41,,e ea b c -===,,a b c 的大小关系为()A .a b c <<B .b a c<<C .a c b<<D .c a b<<【答案】D 【解析】【分析】设ln ()(0)xf x x x =>,利用导数求得()f x 的单调性和最值,化简可得2e 2a f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,(e)b f =,(2)c f =,根据函数解析式,可得ln 4(4)(2)4f f ==且2e e 42<<,根据函数的单调性,分析比较,即可得答案.【详解】设ln ()(0)xf x x x=>,则221ln 1ln ()x xx x f x x x ⋅--'==,当(0,e)x ∈时,()0f x '>,则()f x 为单调递增函数,当(e,)x ∈+∞时,()0f x '<,则()f x 为单调递减函数,所以max 1()(e)ef x f ==,又222222e ln 4ln42(ln e e 2e e e 22ln 2)a f ⎛⎫-==-== ⎪⎝⎭,1(e)e b f ==,1ln 2(2)2c f ===,又2ln 4ln 2ln 2(4)(2)442f f ====,2e e 42<<,且()f x 在(e,)+∞上单调递减,所以2e (2)(4)2f f f ⎛⎫=< ⎪⎝⎭,所以b a c >>.故选:D7.(2022·黑龙江·大庆实验中学高二期末)已知实数a ,b ,c 满足ln ln ln 0e a a b cb c==-<,则a ,b ,c 的大小关系为()A .b c a <<B .c b a<<C .a b c<<D .b a c<<【答案】C 【解析】【分析】判断出01,01,1a b c <<<<>,构造函数ln (),(0)xf x x x=>,判断01x <<时的单调性,利用其单调性即可比较出a,b 的大小,即可得答案.【详解】由ln ln ln 0e a a b cb c==-<,得01,01,1a b c <<<<>,设ln (),(0)x f x x x =>,则21ln ()xf x x -'=,当01x <<时,()0f x '>,()f x 单调递增,因为01a <<,所以e 1>>a a ,所以ln ln e a aa a>,故()()ln ln ln e =>∴>a a b a f b f a b a ,则b a >,即有01a b c <<<<,故a b c <<.故选:C.题型二:利用常见不等式关系比较大小1、常见的指数放缩:)1();0(1=≥=+≥x ex e x x e xx证明:设()1--=x e x f x,所以()1-='xe xf ,所以当()0,∞-∈x 时,()0<'x f ,所以()x f 为减函数,当当()+∞∈,0x 时,()0>'x f ,所以()x f 为增函数,所以当0=x 时,()x f 取得最小值为()00=f ,所以()0≥x f ,即1+≥x e x2.常见的对数放缩:)(ln );1(1ln 11e x exx x x x x =≤=-≤≤-3.常见三角函数的放缩:x x x x tan sin ,2,0<<⎪⎭⎫⎝⎛∈π【例1】(2022·湖北武汉·高二期末)设4104a =,ln1.04b =,0.04e 1c =-,则下列关系正确的是()A .a b c >>B .b a c >>C .c a b >>D .c b a>>【答案】D 【解析】【分析】分别令()()e 10xf x x x =-->、()()()ln 10g x x x x =+->、()()()ln 101xh x x x x=+->+,利用导数可求得()0f x >,()0g x <,()0h x >,由此可得大小关系.【详解】令()()e 10xf x x x =-->,则()e 10x f x '=->,()f x ∴在()0,∞+上单调递增,()()00f x f ∴>=,即1x e x ->,则0.04e 10.04->;令()()()ln 10g x x x x =+->,则()11011x g x x x'=-=-<++,()g x ∴在()0,∞+上单调递减,()()00g x g ∴<=,即()ln 1x x +<,则ln1.040.04<;0.04e 1ln1.04∴->,即c b >;令()()()ln 101x h x x x x=+->+,则()()()22110111x h x x x x '=-=>+++,()h x ∴在()0,∞+上的单调递增,()()00h x h ∴>=,即()ln 11xx x+>+,则0.044ln1.04 1.04104>=,即b a >;综上所述:c b a >>.故选:D.【点睛】关键点点睛:本题解题关键是能够通过构造函数的方式,将问题转化为函数值的大小关系的比较问题,通过导数求得函数的单调性后,即可得到函数值的大小.【例2】(2022·山东菏泽·高二期末)已知910a =,19eb -=,101ln 11c =+,则a ,b ,c 的大小关系为()A .a b c <<B .b a c<<C .c b a <<D .c a b<<【答案】B【解析】【分析】首先设()e 1x f x x =--,利用导数得到()e 10xx x >+≠,从而得到11b a>,设()ln 1g x x x =-+,利用导数得到()ln 11x x x <-≠,从而得到111ln 1010<和c a >,即可得到答案.【详解】解:设()e 1x f x x =--,()e 1xf x '=-,令()0f x ¢=,解得0x =.(),0x ∈-∞,()0f x ¢<,()f x 单调递减,()0,x ∞∈+,()0f x ¢>,()f x 单调递增.所以()()00f x f ≥=,即e 10x x --≥,当且仅当0x =时取等号.所以()e 10xx x >+≠.又1911101e 199b a=>+==,0,0a b >>,故11b a >,所以b a <;设()ln 1g x x x =-+,()111xg x x x-'=-=,令()0g x ¢=,解得1x =.()0,1∈x ,()0g x ¢>,()g x 单调递增,()1,x ∈+∞,()0g x ¢<,()g x 单调递减.所以()()10g x g ≤=,即ln 10x x -+≤,当且仅当1x =时取等号.所以()ln 11x x x <-≠,故11111ln 1101010<-=,又1011011lnln ln ln1011101110c a -=+>+==,所以c a >,故b a c <<.故选:B.【例3】(2022·四川凉山·高二期末(文))已知0.01e a =, 1.01b =,1001ln 101c =-,则().A .c a b >>B .a c b>>C .a b c>>D .b a c>>【答案】C 【解析】【分析】构造函数()e 1x f x x =--,由导数确定单调性,进而即得.【详解】设()e 1x f x x =--,则e ()10x f x '=->,在0x >时恒成立,所以()f x 在(0,)+∞上是增函数,所以e 1(0)0x x f -->=,即e 1x x >+,0x >,∴0.01e 1.01>,又ln1.010>,∴ln1.01e 1ln1.01>+,即1001.011ln 101>-,所以a b c >>.故选:C .【例4】(2022·四川绵阳·高二期末(理))若8ln 7a =,18=b ,7ln 6c =,则()A .a c b <<B .c a b<<C .c b a <<D .b a c<<【答案】D 【解析】【分析】构造函数()1ln 1f x x x=+-,其中1x >,利用导数分析函数()f x 的单调性,可比较得出a 、b 的大小关系,利用对数函数的单调性可得出c 、a 的大小关系,即可得出结论.【详解】构造函数()1ln 1f x x x=+-,其中1x >,则()221110x f x x x x -'=-=>,所以,函数()f x 在()1,+∞上为增函数,故()()10f x f >=,则88781ln 1ln 077878f ⎛⎫=+-=-> ⎪⎝⎭,即a b >,78lnln 67> ,因此,b a c <<.故选:D.【例5】(2022·全国·高考真题(理))已知3111,cos ,4sin 3244a b c ===,则()A .c b a >>B .b a c>>C .a b c >>D .a c b>>【答案】A 【解析】【分析】由14tan 4c b =结合三角函数的性质可得c b >;构造函数21()cos 1,(0,)2f x x x x =+-∈+∞,利用导数可得b a >,即可得解.【详解】因为14tan 4c b =,因为当π0,,sin tan 2x x x x ⎛⎫∈<< ⎪⎝⎭所以11tan44>,即1cb >,所以c b >;设21()cos 1,(0,)2f x x x x =+-∈+∞,()sin 0f x x x '=-+>,所以()f x 在(0,)+∞单调递增,则1(0)=04f f ⎛⎫> ⎪⎝⎭,所以131cos 0432->,所以b a >,所以c b a >>,故选:A 【题型专练】1.(2022·福建·莆田一中高二期末)设ln1.01a =, 1.0130e b =,1101c =,则()A .a b c <<B .a c b <<C .c b a <<D .c a b<<【答案】D 【解析】【分析】构造函数()ln 1f x x x =-+(0x >),证明ln 1≤-x x ,令 1.01x =,排除选项A,B,再比较,a b 大小,即得解.【详解】解:构造函数()ln 1f x x x =-+(0x >),()10f =,()111xf x x x-'=-=,所以()f x 在()0,1上()0f x '>,()f x 单调递增,()f x 在()1,+∞上()0f x '<,()f x 单调递减,所以max ()(1)0,ln 10,ln 1f x f x x x x ==∴-+≤∴≤-,令 1.01x =,则 ln a x =,30e x b =,11c x=-,考虑到ln 1≤-x x ,可得11ln 1x x ≤-,1ln 1x x -≥-等号当且仅当 1x =时取到,故 1.01x =时a c >,排除选项A ,B.下面比较,a b 大小,由ln 1≤-x x 得 1.01ln1.01 1.0130e<<,故b a >,所以c a b <<.故选:D.2.(2022·吉林·长春市第二中学高二期末)已知1cos 5a =,4950b =,15sin 5=c ,则()A .b a c >>B .c b a >>C .b c a >>D .c a b>>【答案】D 【解析】【分析】构造函数21()cos 12f x x x =+-,利用导数求解函数()f x 的单调性,利用单调性进行求解.【详解】解:设21()cos 1,(01)2f x x x x =+-<<,则()sin f x x x '=-,设()sin ,(01)g x x x x =-<<,则()1cos 0g x x '=->,故()g x 在区间(0,1)上单调递增,即()(0)0g x g >=,即()0f x '>,故()f x 在区间(0,1)上单调递增,所以1(0)05f f ⎛⎫>= ⎪⎝⎭,可得149cos 550>,故a b >,利用三角函数线可得0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,tan x x >,所以11tan 55>,即1sin1515cos 5>,所以115sincos 55>,故c a >综上,c a b >>故选:D.3(2022·湖北武汉·高二期末)设4104a =,ln1.04b =,0.04e 1c =-,则下列关系正确的是()A .a b c >>B .b a c >>C .c a b >>D .c b a>>【答案】D 【解析】【分析】分别令()()e 10xf x x x =-->、()()()ln 10g x x x x =+->、()()()ln 101xh x x x x=+->+,利用导数可求得()0f x >,()0g x <,()0h x >,由此可得大小关系.【详解】令()()e 10xf x x x =-->,则()e 10x f x '=->,()f x ∴在()0,∞+上单调递增,()()00f x f ∴>=,即1x e x ->,则0.04e 10.04->;令()()()ln 10g x x x x =+->,则()11011x g x x x'=-=-<++,()g x ∴在()0,∞+上单调递减,()()00g x g ∴<=,即()ln 1x x +<,则ln1.040.04<;0.04e 1ln1.04∴->,即c b >;令()()()ln 101x h x x x x =+->+,则()()()22110111x h x x x x '=-=>+++,()h x ∴在()0,∞+上的单调递增,()()00h x h ∴>=,即()ln 11xx x+>+,则0.044ln1.04 1.04104>=,即b a >;综上所述:c b a >>.故选:D.题型三:构造其它函数比大小(研究给出数据结构,合理构造函数)【例1】(2022·河南河南·高二期末(理))已知1ln 22a a -=,1ln 33b b -=,e ln e cc -=,其中12a ≠,13b ≠,e c ≠,则a ,b ,c 的大小关系为().A .c a b <<B .c b a<<C .a b c<<D .a c b<<【答案】A 【解析】【分析】构造函数()()ln 0f x x x x =->,并求()f x ',利用函数()f x 的图象去比较a b c 、、三者之间的大小顺序即可解决.【详解】将题目中等式整理,得11ln ln 22a a -=-,11ln ln 33b b -=-,ln e ln e c c -=-,构造函数()()ln 0f x x x x =->,()111x f x x x-'=-=,令()0f x '=,得1x =,所以()f x 在()0,1上单调递减,在()1,+∞上单调递增,函数()f x 的大致图象如图所示.因为()12f a f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,()13f b f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,()()e f c f =,且12a ≠,13b ≠,e c ≠,则由图可知1b a >>,01c <<,所以c a b <<.故选:A .【例2】(2022·重庆市万州第二高级中学高二阶段练习)设 1.01e a =,3eb =,ln 3c =,其中e 为自然对数的底数,则a ,b ,c 的大小关系是()A .b a c >>B .c a b>>C .a c b>>D .a b c>>【答案】D 【解析】【分析】可判断 1.012e a =>,e32b =<,ln 32c =<,再令()ln exf x x =-,[e x ∈,)∞+,求导判断函数的单调性,从而比较大小.【详解】解: 1.012e a =>,e 32b =<,ln 32c =<,令()ln exf x x =-,[e x ∈,)∞+,11()0e e e x f x x x-'=-=<,故()f x 在[e ,)∞+上是减函数,故()()e 3f f <,即3ln 30e-<,故 1.013l e e n 3<<,即c b a <<,故选:D .【例3】(2022·全国·高三专题练习)已知ln 32a =,1e 1b =-,ln 43c =,则a ,b ,c 的大小关系是()A .b a c >>B .b c a >>C .c a b >>D .c b a>>【答案】A 【解析】【分析】根据给定条件构造函数ln ()e)1xf x x x =≥-,再探讨其单调性并借助单调性判断作答.【详解】令函数ln ()(e)1x f x x x =≥-,求导得()211ln ()1x x f x x --'=-,令()11ln g x x x =--,则()210,(e)xg x x x -'=<≥,故()11ln g x x x =--,(e)x ≥单调递减,又()111ln101g =--=,故()0,(e)g x x <≥,即()0,(e)f x x '<≥,而e 34<<,则(e)(3)(4)f f f >>,即1ln 3ln 4e 123>>-,所以b a c >>,故选:A【例4】(山东省淄博市2021-2022学年高二下学期期末数学试题)设110a =,ln1.1b =,910ec -=,则()A .a b c <<B .c a b <<C .b c a <<D .b a c<<【答案】D 【解析】【分析】利用指数函数的性质可比较,a c 的大小,再构造函数()ln(1)f x x x =-+,利用导数判断函数的单调性,再利用其单调性可比较出,a b ,从而可比较出三个数的大小【详解】因为e x y =在R 上为增函数,且9110-<-,所以9110e e --<,因为11e 10-<,所以9101e 10-<,即a c <,令()ln(1)f x x x =-+(0x >),得1()1011xf x x x'=-=>++,所以()f x 在(0,)+∞上递增,所以()(0)0f x f >=,所以ln(1)x x >+,令0.1x =,则0.1ln1.1>,即1ln1.110>,即a b >,所以b a c <<,故选:D【例5】(2022·四川南充·高二期末(理))设0.010.01e a =,199b =,ln 0.99c =-,则()A .c a b <<B .c b a <<C .a b c <<D .a c b<<【答案】A 【解析】【分析】根据给定数的特征,构造对应的函数,借助导数探讨单调性比较函数值大小作答.【详解】令函数e ,,ln(1)1xxy x t u x x===---,1)x ∈,显然0,0y t >>,则ln ln ln [ln ln(1)]ln(1)y t x x x x x x -=+---=+-,令()ln(1)f x x x =+-,1)x ∈-,求导得1()1011x f x x x '=+=<--,即()f x 在1)-上单调递减,1)x ∀∈,()(0)0f x f <=,即ln ln y t y t <⇔<,因此当1)x ∈时,e 1xx x x<-,取0.01x =,则有0.010.0110.01e10.0199a b =<==-,令()e ln(1)xg x y u x x =-=+-,1)x ∈-,21(1)e 1()(1)e 11x xx g x x x x -+'=++=--,令2()(1)e 1x h x x =-+,1)x ∈,2()(21)e 0x h x x x '=+-<,()h x在1)-上单调递减,1)x ∀∈,()(0)0h x h <=,有()0g x '>,则()g x 在1)上单调递增,1)x ∀∈,()(0)0g x g >=,因此当1)x ∈时,e ln(1)x x x >--,取0.01x =,则有0.010.01e ln(10.01)ln 0.99a c =>--=-=,所以c a b <<.故选:A 【点睛】思路点睛:涉及某些数或式大小比较,探求它们的共同特性,构造符合条件的函数,利用函数的单调性求解即可.【例6】(2022·全国·高三专题练习)已知0.3πa =,20.9πb =,sin 0.1c =,则a ,b ,c 的大小关系正确的是()A .a b c >>B .c a b>>C .a c b>>D .b a c>>【答案】B 【解析】【分析】作差法比较出a b >,构造函数,利用函数单调性比较出c a >,从而得出c a b >>.【详解】2220.30.90.3π0.90.330.90ππππa b -⨯--=-=>=,所以0a b ->,故a b >,又()πsin 3f x x x =-,则()πcos 3f x x '=-在π0,6x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭上单调递减,又()0π30f '=->,π306f ⎛⎫'=-< ⎪⎝⎭,所以存在0π0,6x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,使得()00f x '=,且在()00,x x ∈时,()0f x '>,在0π,6x x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0f x '<,即()πsin 3f x x x =-在()00,x x ∈上单调递增,在0π,6x x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭单调递减,且ππ30124f ⎛⎫'=-> ⎪⎝⎭,所以0π12x >,又因为()00f =,所以当()00,x x ∈时,()πsin 30f x x x =->,其中因为1π1012<,所以()010,10x ∈,所以1πsin 0.10.3010f ⎛⎫=-> ⎪⎝⎭,故sin 0.10.3π>,即c a b >>.故选:B【例7】(2022·河南洛阳·三模(理))已知108a =,99b =,810c =,则a ,b ,c 的大小关系为()A .b c a >>B .b a c >>C .a c b >>D .a b c>>【答案】D 【解析】【分析】构造函数()()18ln f x x x =-,8x ≥,求其单调性,从而判断a ,b ,c 的大小关系.【详解】构造()()18ln f x x x =-,8x ≥,()18ln 1f x x x+'=--,()18ln 1f x x x+'=--在[)8,+∞时为减函数,且()295558ln 81ln 8ln e 204444f =-+-=-<-=-<',所以()18ln 10f x x x=-+-<'在[)8,+∞恒成立,故()()18ln f x x x =-在[)8,+∞上单调递减,所以()()()8910f f f >>,即10ln89ln 98ln10>>,所以10988910>>,即a b c >>.故选:D 【点睛】对于指数式,对数式比较大小问题,通常方法是结合函数单调性及中间值比较大小,稍复杂的可能需要构造函数进行比较大小,要结合题目特征,构造合适的函数,通过导函数研究其单调性,比较出大小.【例8】(2022·河南·模拟预测(理))若0.2e a =,b =ln 3.2c =,则a ,b ,c 的大小关系为()A .a b c >>B .a c b >>C .b a c >>D .c b a>>【答案】B 【解析】构造函数()()e 10xf x x x =-->,利用导数可得0.2e 1.2b a >>=,进而可得 1.2e 3.2>,可得a c >,再利用函数()()21ln 1x g x x x -=-+,可得ln 3.2 1.1>,即得.【详解】令()()e 10xf x x x =-->,则()e 10x f x '=->,∴()f x 在()0,∞+上单调递增,∴0.20.21 1.2e a b >+=>=,0.2 1.21.e ln 2e a >==,ln 3.2c =,∵()()()6551.262.7387.4,3.2335.5e e >≈≈=,∴ 1.2e 3.2>,故a c >,设()()21ln 1x g x x x -=-+,则()()()()()22221211011x xx g x x x x x +--=-=≥++',所以函数在()0,∞+上单调递增,由()10g =,所以1x >时,()0g x >,即()21ln 1x x x ->+,∴()()22121.6155ln 3.2ln 2ln1.611 1.1211.613950--=+>+=>=++,又1 1.2 1.21,1 1.1b <<<<,∴ 1.1c b >>,故a c b >>.故选:B.【点睛】本题解题关键是构造了两个不等式()e 10xx x >+>与()21ln (1)1x x x x ->>+进行放缩,需要学生对一些重要不等式的积累.【题型专练】1(2022·山东烟台·高二期末)设a =0.9,b =9ln e10c ⎛⎫= ⎪⎝⎭,则a ,b ,c 的大小关系为()A .b c a >>B .b a c >>C .c b a >>D .c a b>>【答案】B【分析】构造函数()ln 1f x x x =--,()g x x =-.【详解】令()ln 1f x x x =--,因为11()1x f x x x'-=-=所以,当01x <<时,()0f x '<,()f x 单调递减,所以(0.9)0.9ln 0.91(1)0f f =-->=,即90.9ln 0.91ln(e)10>+=,a c >;令()g x x =()1g x '=-所以,当114x <<时,()0g x '>,()g x 单调递增,所以(0.9)(1)g g <,即0.90<,0.9a b <.综上,c a b <<.故选:B2.(2022·山东青岛·高二期末)已知ln 3a π=,2b =,1sin 0.042c ⎫=-⎪⎪⎭,则a ,b ,c 的大小关系是()A .c b a >>B .a b c>>C .b a c>>D .a c b>>【答案】C 【解析】【分析】构造函数得出,a b 大小,又0c <即得出结论.【详解】构造函数()()()2ln 212ln 1f x x x x x =--=-+,则a b f -=,()1210f x x ⎛⎫'=-< ⎪⎝⎭在()1,+∞上恒成立,则()y f x =在()1,+∞上单调递减,故()10a b f f -=<=,则0b a >>,()π103x x =+>,则()π30121100433.x .-+-=>=,由对于函数()πsin 02g x x x x ⎛⎫=<< ⎪⎝⎭-,()πcos 1002g x x ,x ⎛⎫'=<<< ⎪⎝⎭-恒成立,所以,()()sin 00g x x x g =<=-即sin x x <在π0,2⎛⎫ ⎪⎝⎭上恒成立.所以,1sin0.04sin sin 02x x x ⎫<=<-<⎪⎭(注:004009020305.x .,...<<<<)所以,b a c >>故选:C3.(2022·湖北襄阳·高二期末)设253e 4a =,342e 5b =,35c =,则()A .b c a <<B .a b c <<C .c b a<<D .c a b<<【答案】C 【解析】【分析】根据式子结构,构造函数()()e ,01xf x x x=<<,利用导数判断单调性,得到2354f f ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即可判断出a b >.记()()e 2,01xg x x x =-<<,推理判断出b c >.【详解】24452533e23e 542e e 534a b ==.记()()e ,01x f x x x =<<,则()()2e 10x xf x x -'=<,所以()e xf x x =在()0,1上单调递减.所以2354f f ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以a b >.433422e e 5325354b c ⎛⎫-= ⎪⨯⎝--⎭=.记()()e 2,01x g x x x =-<<,则()e 2xg x '=-.所以在()0,ln 2x ∈上,()0g x '<,则()g x 单调递减;在()ln 2,1x ∈上,()0g x '>,则()g x 单调递增;所以()()()ln 2min ln 2e 2ln 221ln 20g x g ==-⨯=->,所以()min 304g g x ⎛⎫>> ⎪⎝⎭,即3422e 0534b c ⨯⎛⎫-> ⎪⎝⎭=-.所以b c >.综上所述:c b a <<.故选:C4.(2022·福建宁德·高二期末)已知a ,R b ∈,且221a b >>,则()A .ln ln a b a b -<-e eB .ln ln b a a b <C .e a b ba->D .sin sin 1a ba b-<-【答案】D 【解析】【分析】由题设有0a b >>,分别构造e ln x y x =-、ln xy x=、e x y x =、sin y x x =-,利用导数研究在,()0x ∈+∞上的单调性,进而判断各项的正误.【详解】由221a b >>,即0a b >>,A :若e ln x y x =-且,()0x ∈+∞,则1e xy x'=-,故12|20x y ='=-<,1|e 10x y ='=->,即y '在1(,1)2上存在零点且y '在(0,)+∞上递增,所以y 在(0,)+∞上不单调,则e ln e ln a b a b -<-不一定成立,排除;B :若ln x y x =且,()0x ∈+∞,则21ln xy x -'=,所以(0,e)上0y '>,y 递增;(e,)+∞上0y '<,y 递减;故y 在(0,)+∞上不单调,则ln ln a ba b<不一定成立,排除;C :若e x y x =且,()0x ∈+∞,则e (1)0x y x '=+>,即y 在(0,)+∞上递增,所以e e a b a b >,即e a b ba-<,排除;D :若sin y x x =-且,()0x ∈+∞,则1cos 0y x '=-≥,即y 在(0,)+∞上递增,所以sin sin a a b b ->-,即sin sin 1a ba b-<-,正确.故选:D5.(2022·贵州贵阳·高二期末(理))设 1.01e a =,3eb =,ln3c =,则a ,b ,c 的大小关系是()A .b a c >>B .c a b>>C .a c b >>D .a b c>>【答案】D 【解析】【分析】分析可得2a >,(1,2)b ∈,(1,2)c ∈,令()ln ,[e,)e xf x x x =-∈+∞,利用导数可得()f x 的单调性,根据函数单调性,可比较ln 3和3e的大小,即可得答案.【详解】由题意得 1.011e e 2a =>>,3(2e 1,)b =∈,ln 3(1,2)c =∈,令()ln ,[e,)exf x x x =-∈+∞,则11e ()0e ex f x x x -'=-=≤,所以()f x 在[e,)+∞为减函数,所以(3)(e)f f <,即3eln 3ln e 0e e-<-=,所以3ln 3e<,则 1.013e ln 3e >>,即a b c >>.故选:D6.(2022·重庆南开中学高二期末)已知6ln1.25a =,0.20.2e b =,13c =,则()A .a b c <<B .c b a <<C .c a b <<D .a c b<<【答案】A 【解析】【分析】0.20.20.20.2e e ln e b ==,令()ln f x x x =,利用导数求出函数()f x 的单调区间,令()e 1xg x x =--,利用导数求出函数()g x 的单调区间,从而可得出0.2e 和1.2的大小,从而可得出,a b 的大小关系,将,b c 两边同时取对数,然后作差,从而可得出,b c 的大小关系,即可得出结论.【详解】解:0.20.20.20.2e e ln e b ==,6ln1.2 1.2ln1.25a ==,令()ln f x x x =,则()ln 1f x x '=+,当10ex <<时,()0f x '<,当1e x >时,()0f x '>,所以函数()f x 在10,e ⎛⎫ ⎪⎝⎭上递减,在1,e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上递增,令()e 1xg x x =--,则()e 1x g x '=-,当0x <时,()0g x '<,当0x >时,()0g x '>,所以函数()g x 在(),0∞-上递减,在()0,∞+上递增,所以()()0.200g g >=,即0.21e10.2 1.2e>+=>,所以()()0.2e 1.2f f >,即0.20.2e e 1.22ln ln1.>,所以b a >,由0.20.2e b =,得()0.211ln ln 0.2e ln 55b ==+,由13c =,得1ln ln 3c =,11151ln ln ln ln ln 35535c b -=--=-,因为55625510e 3243⨯⎛⎫=>> ⎪⎝⎭,所以155e 3>,所以51ln 35>,所以ln ln 0c b ->,即ln ln c b >,所以c b >,综上所述a b c <<.故选:A.【点睛】本题考查了比较大小的问题,考查了同构的思想,考查了利用导数求函数的单调区间,解决本题的关键在于构造函数,有一定的难度.7.(2022·湖北恩施·高二期末多选)已知212ln 204a a -=>,22122ln 0eb b --=>,221ln 303c c -=>,则()A .c b <B .b a<C .c a<D .b c<【答案】AC 【解析】【分析】根据题意可将式子变形为2211ln ln 44a a -=-,222211ln ln e e b b -=-,2211ln ln 33c c -=-,构造函数()ln f x x x =-,利用导数求解函数()f x 的单调性,即可求解.【详解】解:由题意知,211,1,23a b c >>>,对三个式子变形可得2211ln ln 44a a -=-,222211ln ln e eb b -=-,2211ln ln 33c c -=-,设函数()ln f x x x =-,则()111x f x x x-'=-=.由()0f x ¢>,得1x >;由()0f x <,得01x <<,则()f x 在()0,1上单调递减,在()1,+∞上单调递增,因为211101e 43<<<<,所以222b a c >>,所以c a b <<.故选:AC.8.(2022·安徽·歙县教研室高二期末)已知01x y z ∈、、(,),且满足2e 2e x x =,3e 3e y y =,4e 4e z z =,则()A .x y z <<B .x z y<<C .z y x<<D .z x y<<【答案】C 【解析】【分析】先对已知条件取对数后得到ln ln22x x -=-,ln ln33y y -=-,ln ln44z z -=-.根据式子结构,构造函数()ln m x x x =-,利用导数判断单调性,比较大小.【详解】由2e 2e x x =得2ln ln2,x x +=+即ln ln22x x -=-.同理得:ln ln33y y -=-,ln ln44z z -=-.令()ln ,m x x x =-则()111xm x x x-=-='.故()m x 在()0,1上单调递增,1∞+(,)上单调递减.所以z y x <<.故选:C.。

第41天:导数中的构造函数(换元法上)

第41天:导数中的构造函数(换元法上)

2017.2.10导数的把关题整体换元法导数中的双变量()()()12112212,,,对于多元函数,我们称为双变量一般来说,我们无法对其进行求导数,我们可以采用“先转换后构造”的解题策略整体换元除形:同变f x x x x x f x f x x f t ⇒⇒⎛⎫⎪⎝⎭例1121212120,ln ln 证明:x x x x x x x x -∀>><+-先转换后构造()()()()()()()1212121212121212121122220,ln ln ln ln ,ln ln 1ln11ln 1111ln 0,1+1110等价证明等价证明要证明,其证中在整,换,体毕元x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x t t t t t t g t t g t g t t t t g t g -∀>><+--⇒><-+-⇒<+-⇒<>+-+'=-=>∞↑++>=例2()()()()(),2【2013陕西理】函数,比大小:与xf x e a b f a f b f b f a b a=∀<+--先转换后构造()()()()()()()122112212112211221212121212211,22,,2ln ln 2ln ln 2ln ln 2ln ln 21ln 1整体换元同除变形,比大小:与与等比大小比较与整体换大小作差判正负,价元断xa b b a a bf a f b f b f a f x e a b b ae e e e b ax x x x e x e x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x +-=∀<-+-⇒-+-⇒==--⎡⎤+-+⇒-=--⎢⎥--+⎣⎦⎛⎫- ⎪⎝⎭⇒-+()()()()()()()()()()2221ln 1211ln ,1,0,1+1011在,,:证毕t t t t t g t t t g t g t g t g t t t --+--'=->=>∞↑>=++。

导数中的函数构造问题

导数中的函数构造问题

2021年新高考数学总复习第三章《导数及其应用》导数中的函数构造问题一、利用f (x )进行抽象函数构造(一)利用f (x )与x 构造1.常用构造形式有xf (x ),f (x )x,这类形式是对u ·v ,u v 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,u v 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u v .例1 设f (x )是定义在R 上的偶函数,当x <0时,f (x )+xf ′(x )<0,且f (-4)=0,则不等式xf (x )>0的解集为________.思路点拨 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.答案 (-∞,-4)∪(0,4)解析 构造F (x )=xf (x ),则F ′(x )=f (x )+xf ′(x ),当x <0时,f (x )+xf ′(x )<0,可以推出当x <0时,F ′(x )<0,∴F (x )在(-∞,0)上单调递减.∵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f (-4)=0可得F (-4)=0,根据函数的单调性、奇偶性可得函数图象,根据图象可知xf (x )>0的解集为(-∞,-4)∪(0,4).例2 设f (x )是定义在R 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________.思路点拨 出现“-”形式,优先构造F (x )=f (x )x,然后利用函数的单调性、奇偶性和数形结合求解即可.答案 (-∞,-1)∪(1,+∞)解析 构造F (x )=f (x )x ,则F ′(x )=f ′(x )·x -f (x )x 2,当x <0时,xf ′(x )-f (x )>0,可以推出当x <0时,F ′(x )>0,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、奇偶性可得函数图象,根据图象可知f (x )>0的解集为(-∞,-1)∪(1,+∞).2.xf (x ),f (x )x是比较简单常见的f (x )与x 之间的函数关系式,如果碰见复杂的,不易想的我们该如何处理,由此我们可以思考形如此类函数的一般形式.F (x )=x n f (x ),F ′(x )=nx n -1f (x )+x n f ′(x )=x n -1[nf (x )+xf ′(x )];F (x )=f (x )x n , F ′(x )=f ′(x )·x n -nx n -1f (x )x 2n =xf ′(x )-nf (x )x n +1; 结论:(1)出现nf (x )+xf ′(x )形式,构造函数F (x )=x n f (x );(2)出现xf ′(x )-nf (x )形式,构造函数F (x )=f (x )x n . 我们根据得出的结论去解决例3.例3 已知偶函数f (x )(x ≠0)的导函数为f ′(x ),且满足f (-1)=0,当x >0时,2f (x )>xf ′(x ),则使得f (x )>0成立的x 的取值范围是________.思路点拨 满足“xf ′(x )-nf (x )”形式,优先构造F (x )=f (x )x n ,然后利用函数的单调性、奇偶性和数形结合求解即可.答案 (-1,0)∪(0,1)解析 构造F (x )=f (x )x 2,则F ′(x )=f ′(x )·x -2f (x )x 3,当x >0时,xf ′(x )-2f (x )<0,可以推出当x >0时,F ′(x )<0,F (x )在(0,+∞)上单调递减.∵f (x )为偶函数,x 2为偶函数,所以F (x )为偶函数,∴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、奇偶性可得函数图象,根据图象可知f (x )>0的解集为(-1,0)∪(0,1).(二)利用f (x )与e x 构造1.f (x )与e x 构造,一方面是对u ·v ,u v 函数形式的考察,另外一方面是对(e x )′=e x 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 (x )=f (x )·e x ,“-”法优先考虑构造F (x )=f (x )e x . 例4 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x ∈R 恒成立,则( )A .f (2)>e 2f (0),f (2 019)>e 2 019f (0)B .f (2)<e 2f (0),f (2 019)>e 2 019f (0)C .f (2)>e 2f (0),f (2 019)<e 2 019f (0)D .f (2)<e 2f (0),f (2 019)<e 2 019f (0)思路点拨 满足“f ′(x )-f (x )<0”形式,优先构造F (x )=f (x )e x ,然后利用函数的单调性和数。

导数中的函数构造问题

 导数中的函数构造问题

导数中的函数构造问题[解题技法]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.一、利用f (x )进行抽象函数构造(一)利用f (x )与x 构造1.常用构造形式有xf (x ),f (x )x,这类形式是对u ·v ,u v 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,u v 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u v .例1 设f (x )是定义在R 上的偶函数,当x <0时,f (x )+xf ′(x )<0,且f (-4)=0,则不等式xf (x )>0的解集为________.思路点拨 出现“+”法形式,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. 答案 (-∞,-4)∪(0,4)解析 构造F (x )=xf (x ),则F ′(x )=f (x )+xf ′(x ),当x <0时,f (x )+xf ′(x )<0,可以推出当x <0时,F ′(x )<0,∴F (x )在(-∞,0)上单调递减.∵f (x )为偶函数,x 为奇函数,∴F (x )为奇函数,∴F (x )在(0,+∞)上也单调递减.根据f (-4)=0可得F (-4)=0,根据函数的单调性、奇偶性可得函数图象(图略),根据图象可知xf (x )>0的解集为(-∞,-4)∪(0,4).例2 设f (x )是定义在R 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________.思路点拨 出现“-”法形式,优先构造F (x )=f (x )x,然后利用函数的单调性、奇偶性和数形结合求解即可. 答案 (-∞,-1)∪(1,+∞)解析 构造F (x )=f (x )x ,则F ′(x )=f ′(x )·x -f (x )x 2,当x <0时,xf ′(x )-f (x )>0,可以推出当x <0时,F ′(x )>0,F (x )在(-∞,0)上单调递增.∵f (x )为偶函数,x 为奇函数,∴F (x )为奇函数,∴F (x )在(0,+∞)上也单调递增.根据f (1)=0可得F (1)=0,根据函数的单调性、奇偶性可得函数图象(图略),根据图象可知f (x )>0的解集为(-∞,-1)∪(1,+∞).2.xf (x ),f (x )x是比较简单常见的f (x )与x 之间的函数关系式,如果碰见复杂的,不易想的我们该如何处理,由此我们可以思考形如此类函数的一般形式.F (x )=x n f (x ),F ′(x )=nx n -1f (x )+x n f ′(x )=x n -1[nf (x )+xf ′(x )];F (x )=f (x )x n ,F ′(x )=f ′(x )·x n -nx n -1f (x )x 2n =xf ′(x )-nf (x )x n +1; 结论:(1)出现nf (x )+xf ′(x )形式,构造函数F (x )=x n f (x );(2)出现xf ′(x )-nf (x )形式,构造函数F (x )=f (x )x n . 我们根据得出的结论去解决例3.例3 已知偶函数f (x )(x ≠0)的导函数为f ′(x ),且满足f (-1)=0,当x >0时,2f (x )>xf ′(x ),则使得f (x )>0成立的x 的取值范围是________.思路点拨 满足“xf ′(x )-nf (x )”形式,优先构造F (x )=f (x )x n ,然后利用函数的单调性、奇偶性和数形结合求解即可.解析 构造F (x )=f (x )x 2,则F ′(x )=f ′(x )·x -2f (x )x 3,当x >0时,xf ′(x )-2f (x )<0,可以推出当x >0时,F ′(x )<0,F (x )在(0,+∞)上单调递减.∵f (x )为偶函数,x 2为偶函数,∴F (x )为偶函数,∴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、奇偶性可得函数图象(图略),根据图象可知f (x )>0的解集为(-1,0)∪(0,1).(二)利用f (x )与e x 构造1.f (x )与e x 构造,一方面是对u ·v ,u v 函数形式的考察,另外一方面是对(e x )′=e x 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 (x )=f (x )·e x ,“-”法优先考虑构造F (x )=f (x )e x . 例4 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x ∈R 恒成立,则( )A .f (2)>e 2f (0),f (2 019)>e 2 019f (0)B .f (2)<e 2f (0),f (2 019)>e 2 019f (0)C .f (2)>e 2f (0),f (2 019)<e 2 019f (0)D f (2)<e 2f (0),f (2 019)<e 2 019f (0)思路点拨 满足“f ′(x )-f (x )<0”形式,优先构造 F (x )=f (x )e 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.2.同样e x f (x ),f (x )e x 是比较简单常见的f (x )与e x 之间的函数关系式,如果碰见复杂的,我们是否也能找出此类函数的一般形式呢?F (x )=e nx f (x ),F ′(x )=n ·e nx f (x )+e nx f ′(x )=e nx [f ′(x )+nf (x )];F (x )=f (x )e nx ,F ′(x )=f ′(x )e nx -n e nx f (x )e 2nx =f ′(x )-nf (x )e nx; 结论:(1)出现f ′(x )+nf (x )形式,构造函数F (x )=e nx f (x );(2)出现f ′(x )-nf (x )形式,构造函数F (x )=f (x )e nx . 我们根据得出的结论去解决例5,例6.例5 若定义在R 上的函数f (x )满足f ′(x )-2f (x )>0,f (0)=1,则不等式f (x )>e 2x 的解集为________.思路点拨 满足“f ′(x )-2f (x )>0”形式,优先构造F (x )=f (x )e2x ,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.答案 {x |x >0}解析 构造F (x )=f (x )e 2x 形式,则F ′(x )=e 2x f ′(x )-2e 2x f (x )e 4x =f ′(x )-2f (x )e 2x, 函数f (x )满足f ′(x )-2f (x )>0,则F ′(x )>0,F (x )在R 上单调递增.又∵f (0)=1,则F (0)=1,f (x )>e 2x ⇔f (x )e2x >1⇔F (x )>F (0),根据单调性得x >0. 例6 已知函数f (x )在R 上可导,其导函数为f ′(x ),若f (x )满足:(x -1)[f ′(x )-f (x )]>0,f (2-x )=f (x )·e 2-2x ,则下列判断一定正确的是( )A .f (1)<f (0)B .f (2)>e 2f (0)C f (3)>e 3f (0)D .f (4)<e 4f (0)思路点拨 满足“f ′(x )-f (x )”形式,优先构造F (x )=f (x )e 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.解析 构造F (x )=f (x )e x 形式,则F ′(x )=e x f ′(x )-e x f (x )e 2x =f ′(x )-f (x )e x,导函数f ′(x )满足(x -1)[f ′(x )-f (x )]>0,则x ≥1时F ′(x )≥0,F (x )在[1,+∞)上单调递增.当x <1时F ′(x )<0,F (x )在(-∞,1]上单调递减.又由f (2-x )=f (x )e 2-2x ⇔F (2-x )=F (x )⇒F (x )关于x =1对称,根据单调性和图象,可知选C.(三)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 (x )=f (x )sin x ,F ′(x )=f ′(x )sin x +f (x )cos x ;F (x )=f (x )sin x ,F ′(x )=f ′(x )sin x -f (x )cos x sin 2x; F (x )=f (x )cos x ,F ′(x )=f ′(x )cos x -f (x )sin x ; F (x )=f (x )cos x ,F ′(x )=f ′(x )cos x +f (x )sin x cos 2x. 根据得出的关系式,我们来看一下例7.例7 已知函数y =f (x )对于任意的x ∈⎝⎛⎭⎫-π2,π2满足f ′(x )cos x +f (x )sin x >0(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 2f ⎝⎛⎭⎫π3<f ⎝⎛⎭⎫π4 B.2f ⎝⎛⎭⎫-π3<f ⎝⎛⎭⎫-π4 C .f (0)<2f ⎝⎛⎭⎫π4 D .f (0)<2f ⎝⎛⎭⎫π3 思路点拨 满足“f ′(x )cos x +f (x )sin x >0”形式,优先构造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.注意选项的转化.解析 构造F (x )=f (x )cos x 形式,则F ′(x )=f ′(x )cos x +f (x )sin x cos 2x,导函数f ′(x )满足f ′(x )cos x +f (x )sin x >0,则F ′(x )>0,F (x )在⎝⎛⎭⎫-π2,π2上单调递增.把选项转化后可知选A. 二、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8 已知α,β∈⎣⎡⎦⎤-π2,π2,且αsin α-βsin β>0,则下列结论正确的是( ) A .α>β B α2>β2 C .α<β D .α+β>0思路点拨 构造函数f (x )=x sin x ,然后利用函数的单调性和数形结合求解即可.解析 构造 f (x )=x sin x 形式,则f ′(x )=sin x +x cos x ,x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2时导函数f ′(x )≥0,f (x )单调递增;x ∈⎣⎡⎭⎫-π2,0时导函数f ′(x )<0,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. 例9 已知实数a ,b ,c 满足a -2e a b =1-c d -1=1,其中e 是自然对数的底数,那么(a -c )2+(b -d )2的最小值为( ) A .8 B .10 C .12 D .18思路点拨 把(a -c )2+(b -d )2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.解析 由a -2e a b =1⇒b =a -2e a 进而⇒f (x )=x -2e x ;又由1-c d -1=1⇒d =2-c ⇒g (x )=2-x ;由f ′(x )=1-2e x =-1,得x =0,所以切点坐标为(0,-2),所以(a -c )2+(b -d )2的最小值为⎝ ⎛⎭⎪⎫|0-2-2|1+12=8.。

在导数应用中如何构造函数

在导数应用中如何构造函数

在导数应用中如何构造函数在有关导数的应用中,无论是求函数的单调性、求极值最值,证明不等式、求参数的范围,还是讨论函数的零点,都需要从给定的已知条件中构造出一个或两个函数进行研究,构造的得当能降低难度,减少运算量,下面对如何构造函数给出归类和总结.1.作差直接构造法【例1】函数f(x)=(x -2)e x +21ax 2-ax.设a=1,当x ≥0时,f(x)≥kx -2,求k 的取值范围. 分析:由f(x)≥kx -2,令g(x)=f(x)-kx+2=(x -2)e x +21x 2-x -kx+2. 2.局部构造法【例2】已知5函数f(x)=1ln -x x ax .当a=1时,判断f(x)有没有极值点. 分析:当a=1时,f(x)=1ln -x x ax ,则2)1(1ln )('---=x x x x f ,令g(x)=x -lnx -1. 【例3】已知函数f(x)=xa x )ln(-,若a=-1,证明:函数f(x)是(0,+∞)上的减函数. 分析:当a=-1时,函数f(x)的定义域是(-1,0)∪(0,+∞),所以2)1ln(1)('xx x x x f +-+=, 令g(x)=1+x x -ln(x+1). 3.作差局部构造法【例4】已知函数f(x)=ln x -a(x -1),a ∈R.当x ≥1时,f(x)≤1lnx +x 恒成立,求a 的取值. 分析:1)1(ln 1ln )(2+--=+-x x a x x x x x f ,令g(x)=xlnx -a(x 2-1)(x ≥1). 4. 分离参数构造法【例5】在【例4】中,当x≥1时,f(x)≤1lnx +x 恒成立等价于lnx -1lnx +x ≤a(x -1). 分析:(1)当x=1时,显然恒成立,所以R a ∈. (2)当x >1时,上式等价于a x x x x a x x x x ≤⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-⇔≤-+-max221ln 1ln 1ln 1ln ,令1ln 1ln )(2-+-=x x x x x F . 【例6】已知函数f(x)=ax -xx ln ,a ∈R.若f(x)≥0,求a 的取值范围. 分析:函数的定义域为(0,+∞),由f(x)≥0得ax -x x ln ≥0,即a ≥2ln x x .令g(x)=2ln x x .5.特征构造法【例7】若x>0,证明:1)1ln(->+x e x x x . 分析:因为1)11ln(1ln 1-+-=-=-x x x x x e e e e e x ,故原不等式等价于1)11ln()1ln(-+->+x x e e x x ,令x x x f )1ln()(+=,由例3知xx x f )1ln()(+=是(0,+∞)上的减函数,故要证原不等式成立,只需证明当x>0时,x<e x -1,令h(x)=e x -x -1.注:例6的解决过程用到了二次构造函数.【例8】已知函数f(x)=xx e -ax,x ∈(0,+∞),当x 2>x 1时,不等式0)()(1221<-x x f x x f 恒成立,求实数a 范围. 分析:不等式0)()(1221<-x x f x x f ,即0)()(212211<-x x x f x x f x ,结合x 2>x 1>0可得x 1f(x 1)-x 2f(x 2)<0恒成立,即x 2f(x 2)>x 1f(x 1)恒成立,构造函数g(x)=xf(x)=e x -ax 2.6.变形、化简后构造【例9】求证:当x ∈(0,+∞)时,21ln x x e x >-. 分析:当x ∈(0,+∞)时,要证21ln x x e x >-,只需证21e x x xe >-,令F(x)=2-1-e x x xe ,则⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=21)('22x e e x F x x ,由e x >x+1可得,212x e x +>,则x ∈(0,+∞)时,F’(x)>0恒成立,即F(x)在(0,+∞)上单调递增,所以F(x)>F(0)=0,即21e x x xe >-,所以21ln x x e x >-. 7.换元后构造【例10】已知函数f(x)=ln x -kx,其中k ∈R 为常数.若f(x)有两个相异零点x 1,x 2(x 1<x 2), 求证:2)(ln ln 121212>+--x x x x x x . 分析:证2)(ln ln 121212>+--x x x x x x ,即证lnx 2-lnx 1>1212)(2x x x x +-,只要证121212)(2ln x x x x x x +->, 设)1(12>=t x x t ,则只要证).1(1)1(2ln >+->t t t t 令g(t)=lnt -1)1(2+-t t .8. 放缩后局部构造【例11】已知函数xe x ax xf 1)(2-+=.证明:当1≥a 时,f(x)+e≥0. 分析:当1≥a 时,x x x x e e x x e ex x e e x ax e x f -++-+=+-+≥+-+=+)1(11)(1222.设g(x)=x 2+x -1+e x+1, 则g’(x)=2x+1+e x+1.9.作差与分离变量的综合构造法【例12】已知函数f(x)=x 2-(2a+1)x+aln x(a ∈R),g(x)=(1-a)x,若∃x 0∈[1,e]使得f(x 0)≥g(x 0)成立,求实数a 的取值范围.分析:不等式f(x)≥g(x)在区间[1,e]上有解,即x 2-2x+a(ln x -x)≥0在区间[1,e]上有解.因为当x ∈[1,e]时,ln x ≤1≤x(不同时取等号),x -ln x>0,所以x x x x a ln 22--≤在区间[1,e]上有解.令xx x x x h ln 2)(2--=. 10.主元构造法主元构造法,就是将多变元函数中的某一个变元看作主元(即自变量),将其他变元看作常数,来构造函数,然后用函数、方程、不等式的相关知识来解决问题的方法.【例13】已知函数g(x)=xlnx,设0<a<b,证明:0<g(a)+g(b)-⎪⎭⎫ ⎝⎛+22b a g <(b -a)ln2. 分析:对g(x)=xlnx 求导,g’(x)=lnx+1.在g(a)+g(b)-⎪⎭⎫ ⎝⎛+22b a g 中以b 为主元构造函数, 设F(x)=g(a)+g(x)-⎪⎭⎫ ⎝⎛+22x a g ,则2ln ln '22)(')('x a x x a g x g x F +-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=. 当0<x<a 时,F'(x)<0,因此F(x)在(0,a)上单调递减,当x>a 时,F'(x)>0,因此F(x)在(a,+∞)上为增函数,从而当x=a 时,F(x)有极小值F(a).因为F(a)=0,b>a,所以F(b)>0,即g(a)+g(b)-⎪⎭⎫⎝⎛+22b a g >0. 设G(x)=F(x)-(x -a)ln2,则G’(x)=lnx -2ln a x +-ln2=lnx -ln(x+a), 当x>0时,G’(x)<0.因此G(x)在(0,+∞)上为减函数. 因为G(a)=0,b>a,所以G(b)<0,即g(a)+g(b)-⎪⎭⎫⎝⎛+22b a g <(b -a)ln2. 注:本题以b 为主元构造函数,当然也可以以a 为主元构造函数.。

导数中构造函数的常见题型与方法归纳

导数中构造函数的常见题型与方法归纳

导数中构造函数的常见题型与方法归纳高考中有一难点,即不给出具体的函数解析式,而是给出函数f(x)及其导数满足的条件,需要据此条件构造抽象函数,再根据条件得出构造函数的单调性,应用单调性解决问题的题目,该类题目具有一定的难度,下面总结其基本类型及其处理方法.题型一f′(x)g(x)±f(x)g′(x)型【例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)x2,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)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).【例2】设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________________.【解析】借助导数的运算法则,f′(x)g(x)+f(x)g′(x)>0⇔[f(x)g(x)]′>0,所以函数y=f(x)g(x)在(-∞,0)上单调递增.又由分析知函数y=f(x)g(x)为奇函数,所以其图象关于原点对称,且过点(-3,0),(0,0),(3,0).数形结合可求得不等式f(x)g(x)<0的解集是(-∞,-3)∪(0,3).【小结】(1)对于不等式f′(x)+g′(x)>0(或<0),构造函数F(x)=f(x)+g(x);(2)对于不等式f′(x)-g′(x)>0(或<0),构造函数F(x)=f(x)-g(x);特别地,对于不等式f′(x)>k(或<k)(k≠0),构造函数F(x)=f(x)-kx.(3)对于不等式f′(x)g(x)+f(x)g′(x)>0(或<0),构造函数F(x)=f(x)g(x);(4)对于不等式f′(x)g(x)-f(x)g′(x)>0(或<0),构造函数F(x)=f(x)g(x)(g(x)≠0);(5)对于不等式xf′(x)+f(x)>0(或<0),构造函数F(x)=xf(x);(6)对于不等式xf′(x)-f(x)>0(或<0),构造函数F(x)=f(x)x(x≠0).题型二xf′(x)±nf(x)型【例3】设函数f(x)在R上的导函数为f′(x),且2f(x)+xf′(x)>x2,则下列不等式在R上恒成立的是()A.f(x)>0B.f(x)<0C.f(x)>x D.f(x)<x【解析】法一:令g(x)=x2f(x)-14x4,则g′(x)=2xf(x)+x2f′(x)-x3=x[2f(x)+xf′(x)-x2],当x>0时,g′(x)>0,∴g(x)>g(0),即x2f(x)-14x4>0,从而f(x)>14x2>0;当x<0时,g′(x)<0,∴g(x)>g(0),即x2f(x)-14x4>0,从而f(x)>14x2>0;当x=0时,由题意可得2f(0)>0,∴f(0)>0.综上可知,f(x)>0.法二:∵2f(x)+xf′(x)>x2,∴令x=0,则f(0)>0,故可排除B、D,不妨令f(x)=x2+0.1,则已知条件2f(x)+xf′(x)>x2成立,但f(x)>x 不一定成立,故C也是错误的,故选A.【例4】已知定义域为{x|x≠0}的偶函数f(x),其导函数为f′(x),对任意正实数x满足xf′(x)>-2f(x),若g(x)=x2f(x),则不等式g(x)<g(1)的解集是()A.(-∞,1) B.(-1,1)C.(-∞,0)∪(0,1) D.(-1,0)∪(0,1)【解析】∵f(x)是定义域为{x|x≠0}的偶函数,∴f(-x)=f(x).对任意正实数x满足xf′(x)>-2f(x),∴xf′(x)+2f(x)>0.∵g(x)=x2f(x),∴g(x)也是偶函数,当x∈(0,+∞)时,g′(x)=2xf(x)+x2f′(x)>0.∵g(x)在(0,+∞)上单调递增,∴g (x )在(-∞,0)递减.若g (x )<g (1),则|x |<1(x ≠0),解得0<x <1或-1<x <0.故g (x )<g (1)的解集是(-1,0)∪(0,1).【小结】(1)对于xf ′(x )+nf (x )>0型,构造F (x )=x n f (x ),则F ′(x )=x n -1[xf ′(x )+nf (x )](注意对x n -1的符号进行讨论), 特别地,当n =1时,xf ′(x )+f (x )>0,构造F (x )=xf (x ), 则F ′(x )=xf ′(x )+f (x )>0;(2)对于xf ′(x )-nf (x )>0(x ≠0)型,构造F (x )=f (x )x n ,则F ′(x )=xf ′(x )-nf (x )x n +1(注意对x n +1的符号进行讨论), 特别地,当n =1时,xf ′(x )-f (x )>0,构造F (x )=f (x )x ,则F ′(x )=xf ′(x )-f (x )x 2>0. 题型三 λf (x )±f ′(x )(λ为常数)型【例5】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 (-2019)>f(0);同理,h(2 019)<h(0),即f(2 019)<e2 019·f(0),故选D.【小结】(1)对于不等式f′(x)+f(x)>0(或<0),构造函数F(x)=e x f(x);(2)对于不等式f′(x)-f(x)>0(或<0),构造函数F(x)=f(x) e x.。

高考满分数学压轴题21 导数中的构造函数(可编辑可打印)

高考满分数学压轴题21 导数中的构造函数(可编辑可打印)

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 =。

利用导数运算法则构造函数含详解

利用导数运算法则构造函数含详解

利用导数运算法则构造函数✬导数的常见构造类型1. 对于()()x g x f ''>,可构造()()()x g x f x h -=注:遇到()()0'≠>a a x f 导函数大于某种非零常数(若0=a 则无需构造),则可构造()()ax x f x h -=2. 对于()()0''>+x g x f ,可构造()()()x g x f x h +=3. 对于()()0'>+x f x f ,可构造()()x f e x h x =4. 对于()()x f x f >'(或()()0'>-x f x f ),可构造()()xex f x h = 5. 对于()()0'>+x f x xf ,可构造()()x xf x h = 6. 对于()()0'>-x f x xf ,可构造()()x x f x h =7. 对于()()x nf x f +'形式,可构造()()x f e x F nx = 8. 对于()()x nf x f -'形式,可构造()()nx ex f x F =✬典型例题:类型1:和差导数公式逆用: 例1. 设函数()f x ,()g x 在[],a b 上均可导,且()()f x g x '>',则当a x b <<时,有.A ()()f x g x > .B ()()f x g x <.C ()()()()f x g a g x f a +>+ .D ()()()()f x g b g x f b +>+解:构造)()()(x g x f x F -=,0)()()(>'-'='x g x f x F , )(x F 为增函数,)()()(b F x F a F << )()()()()()(b g b f x g x f a g a f -<-<-, ∴()()()()f x g b g x f b +>+,选D 类型2,积的导数公式逆用:例 2.设函数()f x 是定义在(),0-∞上的可导函数,其导函数为()f x ',且有x x f x x f <'+)()(,则不等式0)2(2)2014()2014(>-+++f x f x 的解集为( )A .(),2012-∞-B .()20120-,C .(),2016-∞-D .()20160-,解:由()()f x xf x x '+<,0x <得: [()]0xf x x '<<,令()()F x xf x =,则当0x <时,()0F x '<, 即()F x 在(,0)-∞是减函数,(2014)+=F x (2014)(2014)x f x ++ ,(2)(2)(2)F f -=--,由题意:(2014)F x +>(2)F -又()F x 在(,0)-∞是减函数,∴20142x +<-,即2016x <-,故选C类型3,商的导数公式逆用:当出现导数差的形式是,可以考虑商的导数 例3.已知函数)(x f 是定义在R 上的奇函数,0)1(=f , 当0x >时,有2()()0xf x f x x'->成立,则不等式0)(>x f 的解集是 A .(1,0)(1,)-+∞ B .(1,0)- C .(1,)+∞ D .(,1)(1,)-∞-+∞解:由当0x >时,有2()()0xf x f x x '->成立, 知函数x x f x F )()(=的导函数0)()()(2>-'='x x f x f x x F 在),0(+∞上恒成立, 所以函数xx f x F )()(=在),0(+∞上是增函数,又因为函数)(x f 是定义在R 上的奇函数,所以函数xx f x F )()(=是定义域上的偶函数,且由0)1(=f 得0)1()1(==-F F ,由此可得函数xx f x F )()(=的大致图象为:由图可知不等式0)(>x f 的解集是),1()0,1(+∞⋃-. 故选A.例4.若定义在R 上的函数f(x)的导函数为()f x ',且满足()()f x f x '>,则(2011)f 与2(2009)f e 的大小关系为( ).A 、(2011)f <2(2009)f eB 、(2011)f =2(2009)f eC 、(2011)f >2(2009)f eD 、不能确定 【答案】C解:构造函数x ex f x g )()(=,则x e x f x f x g )()()(''-=,因为()()f x f x '>,所以0)('>x g ; 即函数)(x g 在R 上为增函数, 则20092011)2009()2011(ef e f >,即2)2009()2011(e f f >. 类型4,构造组合函数形式例 5. 定义在上R 上的可导函数)(x f ,满足2)()(x x f x f =+-,当0<x 时,x x f <')(,则不等式x x f x f +-≥+)1(21)(的解集为_________解:221)()(x x f x g -=,0)()(=-+x g x g ,)(x g 为奇函数,当0<x 时,0)()(<-'='x x f x g ,)(x g 为减函数,,x x f x f +-≥+)1(21)(, 可得22)1(21)1(21)(x x f x x f ---≥-,即)1()(x g x g -≥∴x x -≤1,即21≤x ✬好题训练 一、单选题1.已知定义在R 上的函数()f x 满足()()102f x f x '+>,且有()112f =,则()122x f x e->的解集为( )A .(),2-∞B .()1,+∞C .(),1-∞D .()2,+∞2.若定义在R 上的函数()f x 满足()()1f x f x '+>,(0)4f =,则不等式()3x x e f x e ⋅>+ (其中e 为自然对数的底数)的解集为( )A .(,0)(0,)-∞+∞B .(,0)(3,)-∞⋃+∞C .(0,)+∞D .(3,)+∞3.已知函数()f x 是(0,)+∞上的可导函数,且()()0f x f x x'+>,则( ) A .(3)(2)f f > B .(3)(2)f f < C .3(3)2(2)f f >D .3(3)2(2)f f <4.已知定义在R 上的可导函数()f x ,对x R ∀∈,都有()()2xf x e f x -=,当0x >时()()0f x f x '+<,若()()211211a a e f a e f a -+-≤+,则实数a 的取值范围是( )A .[]0,2B .(][),12,-∞-⋃+∞C .(][),02,-∞⋃+∞D .[]1,2-5.已知函数()f x 是定义在R 上的偶函数,其导函数为()f x ',若()()f x f x '<,且()2f x +是偶函数,()20174f =,则不等式()40xef x e ->的解集为( )A .(),1-∞B .(),e -∞C .()0,+∞D .1,e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭6.已知函数()f x 为R 上的可导函数,且x R ∀∈,均有()()f x f x '<,则有( ) A .2021e (2021)(0)f f -<,2021(2021)e (0)f f < B .2021e (2021)(0)f f -<,2021(2021)e (0)f f >C .2021e (2021)(0)f f ->,2021(2021)e (0)f f >D .2021e (2021)(0)f f ->,2021(2021)e (0)f f <7.已知可导函数()f x 的导函数为()'f x ,若对任意的x R ∈,都有()()1f x f x '->.且()2022f x -为奇函数,则不等式()2021e 1x f x ->的解集为( ) A .(),0-∞B .()0,+∞C .(),e -∞D .()e,+∞8.函数()f x 的定义域是R ,()02f =,对任意R x ∈,()()1f x f x +'>,则不等式()e e 1x xf x >+⋅的解集为( )A .{} |0x x >B .{}|0x x <C .{|1x x <-或}1x >D .{|1x x <-或}01x <<9.已知函数()f x 满足()11f =,且()f x 的导函数()13f x '<,则()233x f x <+的解集为( ) A .{}1x x <-B .{1x x <-或}1x >C .{}1x x >D .{}0x x <10.定义在R 上的奇函数()f x 的图象光滑连续不断,其导函数为()f x ',对任意正实数x 恒有()()2xf x f x >-',若()()2g x x f x =,则不等式()()23log 110g x g ⎡⎤-+-<⎣⎦的解集是( )A .()0,2B .()2,2-C .()3,2-D .()()2,11,2--⋃11.已知函数()f x 满足()()0f x f x +-=,且当(,0)x ∈-∞时,()()0f x xf x '+<成立,若()()0.60.622a f =⋅,(ln 2)(ln 2)b f =⋅,2211loglog 88c f ⎛⎫⎛⎫=⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .a b c >>B .c b a >>C .a c b >>D .c a b >>12.已知偶函数()f x 的定义域为,22ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭,其导函数为()f x ',当02x π<<时,有()cos ()sin 0f x x f x x '+<成立,则关于x 的不等式()2cos 3f x f x π⎛⎫< ⎪⎝⎭的解集为( )A .,,2332ππππ⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭B .,33ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭C .,23ππ⎛⎫-- ⎪⎝⎭D .,32ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭13.已知奇函数()f x 是定义在R 上的可导函数,其导函数为()'f x ,当0x ≥时,有22()()f x xf x x +'>,则不等式()()()220182018420x f x f +++-<的解集为( ) A .(),2016-∞-B .()2016,2012--C .(),2018-∞-D .()2016,0-14.已知()f x 是定义在R 上的奇函数,(2)0f =,当0x ≠时,2()()f x f x x '>,则不等式()0f x <的解集为( ) A .(,2)(0,2)-∞-⋃ B .(2,0)(2,)-+∞ C .(,2)(2,)-∞-+∞D .(2,0)(0,2)-15.已知()f x 是定(,0)(0,)-∞+∞的奇函数,()'f x 是()f x 的导函数,(1)0f <,且满足:()()ln 0f x f x x x+'⋅<,则不等式(1)()0x f x -⋅<的解集为( ) A .(1,)+∞B .(,1)(0,1)-∞-C .(,1)-∞D .(,0)(1,)-∞⋃+∞ 16.已知定义在R 上的可导函数()f x ,对任意的实数x ,都有()()4f x f x x --=,且当()0,x ∈+∞时,()2f x '>恒成立,若不等式()()()1221f a f a a --≥-恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .1,02⎛⎫- ⎪⎝⎭B .10,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .1,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭ D .1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭17.已知定义域为R 的奇函数()y f x =的导函数为()y f x '=,当0x ≠时,()()0f x f x x '+<,若2211(),2(2),ln (ln )3333a fb fc f ==--=,则,,a b c 的大小关系正确的是( ) A .a b c <<B .b c a <<C .a c b <<D .c a b <<18.已知函数()f x 的定义域为R ,且()21f =,对任意x ∈R ,()()0f x xf x '+<,则不等式()()112x f x ++>的解集是( ) A .(),1-∞ B .(),2-∞ C .()1,+∞D .()2,+∞19.已知定义在R 上的函数()f x 满足1()()02f x f x '+>且有1(2)f e=,则()f x >)A .1,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭B .1,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭C .(,2)-∞D .(2,)+∞20.已知()f x 是定义在R 上的函数,()'f x 是()f x 的导函数,满足:()(1)()0x x e f x e f x ++'>,且1(1)2f =,则不等式1()2(1)x e f x e +>+的解集为( ) A .()1,1-B .()(),11,-∞-+∞C .(),1-∞-D .()1,+∞21.设函数()f x 在R 上的导函数为()f x ',若()()1x f f x '+>,()()6f x f x ''=-,()31f =,()65f =,则不等式()ln 210f x x ++<的解集为( )A .()0,1B .()0,3C .()1,3D .()3,622.设函数()f x 在R 上的导函数为()'f x ,若()()1f x f x '>+,()(6)2f x f x +-=,(6)5f =,则不等式()210x f x e ++<的解集为( )A .(,0)-∞B .(0,)+∞C .(0,3)D .(3,6)23.已知函数()y f x =对于任意的,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),则下列不等式成立的是( )A .()04f π⎛⎫> ⎪⎝⎭B 34f ππ⎛⎫⎛⎫->- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭C 34f ππ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭D .()023f f π⎛⎫> ⎪⎝⎭24.已知定义在,22ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭上的奇函数()f x 的导函数为()f x ',且()tan ()0f x x f x '+⋅>,则( )A 063ππ⎛⎫⎛⎫>> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭B 063ππ⎛⎫⎛⎫-+> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭C 064ππ⎛⎫⎛⎫<< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭D 046ππ⎛⎫⎛⎫-+> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭25.已知在定义在R 上的函数()f x 满足()()62sin 0f x f x x x ---+=,且0x ≥时,()3cos f x x '≥-恒成立,则不等式()π3ππ6224f x f x x x ⎛⎫⎛⎫≥--++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的解集为( ) A .π0,4⎛⎤⎥⎝⎦B .,4π⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭C .,6π⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦D .,6π⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭26.已知函数()y f x =对任意的(0,)x π∈满足()cos ()sin f x x f x x '>(其中()f x '为函数()f x 的导函数),则下列不等式成立的是( )A .63f ππ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ B .63f ππ⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭C 63f ππ⎛⎫⎛⎫>⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭D 63f ππ⎛⎫⎛⎫<⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭27.已知定义在R 上的函数()f x 的导函数为'()f x ,'()()ln 20f x f x +<,则下列不等关系成立的是( ) A .2(1)(0)f f > B .2(2)(1)f f > C .2(0)(1)f f >-D .()23log 32(1)f f <28.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 '->,2022(2022)e 0f -=,则不等式1ln 4f x ⎛⎫< ⎪⎝⎭)A .()6063e,+∞ B .()20220,eC .()8088e,+∞ D .()80880,e29.已知函数()y f x =是定义在R 上的奇函数,且当(),0x ∈-∞时,不等式()()0f x xf x '+>恒成立,若()0.30.322a f =,()()log 2log 2b f ππ=,2211log log 44c f ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则,,a b c 的大小关系是( )A .a b c >>B .c b a >>C .b a c >>D .a c b >>30.已知奇函数()f x 是定义在R 上的可导函数,其导函数为()'f x ,当0x >时,有22()()f x xf x x '+>,则不等式2(2021)(2021)4(2)0x f x f +++-<的解集为( ) A .(,2019)-∞- B .(2023,2019)-- C .(2023)-∞-, D .(2019,0)-二、多选题31.设函数()f x '是奇函数()()f x x R ∈的导函数,()10f -=,当0x >时,()()0xf x f x '-<,则使得()0f x >成立的x 的取值范围是( )A .(),1-∞-B .()0,1C .()1,0-D .()1,+∞32.已知函数()f x 的定义域为(0,)+∞,其导函数为()f x ',对于任意,()0x ∈+∞,都有()ln ()0x xf x f x '+>,则使不等式1()ln 1f x x x+>成立的x 的值可以为( ) A .12B .1C .2D .333.定义在(0,)+∞上的函数()f x 的导函数为()f x ',且()()2(32)()x x f x x f x '+<+恒成立,则必有( ) A .(3)20(1)f f >B .(2)6(1)f f <C .13(1)162f f ⎛⎫> ⎪⎝⎭D .(3)3(2)f f <34.已知函数()f x 的导函数为()f x ',若()()()2f x xf x f x x <<-′对()0,x ∈+∞恒成立,则下列不等式中,一定成立的是( ) A .()()1f f ππ< B .()()1f f ππ> C .()()21142f f <+ D .()()21142f f +< 35.已知函数()f x 的定义域、值域都是()0,∞+,且满足()()12f x f x '<,则下列结论一定正确的是( ) A .若()1e f =,则()322e f > B .()()23f f <C .()()3224f f >D .181176e 43f f ⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭第II 卷(非选择题)请点击修改第II 卷的文字说明三、双空题36.定义在R 上的函数()f x 的导函数为()f x ',且()()1f x f x '>-,()06f =,则函数()()5x xg x e f x e =--在R 上单调递_______(填“增”或“减”);不等式()5x xe f x e >+(其中e 为自然对数的底数)的解集是_______.37.设()f x '是奇函数()f x 的导函数,()23f -=-,且对任意x ∈R 都有()2f x '<,则()2f =_________,使得()e 2e 1x xf <-成立的x 的取值范围是_________.四、填空题38.已知函数()f x 是定义在R 上的函数,且满足()()0f x f x +'>其中()f x '是()f x 的导函数,设()0a f =,()2ln2b f =,()e 1c f =,,,a b c 的大小关系是________.39.已知定义在R 上的函数()f x 的导函数为()'f x ,且满足()()xf x f x '<,若(ln 4)(3)(1),,ln 43f f a f b c ===,则,,a b c 的大小关系为_________. 40.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___________. 41.已知定义在R 上的偶函数()f x 的导函数为()'f x ,当0x >时,有()()0f x xf x '+>,且(1)0f =,则使得()0f x <成立的x 的取值范围是___________. 42.若定义在R 上的函数()f x 满足()()30f x f x '->,13f e ⎛⎫= ⎪⎝⎭,则不等式()3x f x e >的解集为________________.43.若()f x 是定义在R 上函数,且(2)y f x =-的图形关于直线2x =对称,当0x <时,()()0f x xf x '+<,且(3)0f -=,则不等式()0f x >的解集为___________.答案第1页,共24页参考答案1.B 【分析】构造函数()()2xF x f x e =⋅,利用导数,结合已知条件判断()F x 的单调性,由此化简不等式()122xf x e ->并求得其解集. 【详解】设()()2x F x f x e =⋅,则()()()()()222110 22x x xF x f x e f x e e f x f x ⎡⎤'''=⋅+⋅=+>⎢⎥⎣⎦,所以函数()F x 在R 上单调递增,又()112f =,所以()()11221112F f e e =⋅=.又()122xf x e->等价于()12212x f x e e ⋅>,即()()1F x F >,所以1x >,即所求不等式的解集为()1,+∞. 故选:B 2.C 【分析】构造函数()()3x x g x e f x e =⋅--,求导结合题干条件可证明()g x 在R 上单调递增,又(0)0g =,故()0(0)0g x g x >=⇒>,即得解 【详解】令()()3x x g x e f x e =⋅--,则()()()[()()1]0x x x x g x e f x e f x e e f x f x '''=⋅+⋅-=+-> 所以()g x 在R 上单调递增, 又因为00(0)(0)30g e f e =⋅--=, 所以()0(0)0g x g x >=⇒>, 即不等式的解集是(0,)+∞ 故选:C 3.C 【分析】由已知构造函数()()g x xf x =,求导,由导函数的符号得出所令函数的单调性,从而可得选项. 【详解】 解:因为()()0f x f x x'+>,所以当0x >时,有()()0xf x f x '+>, 令()()g x xf x =,则当0x >时,()'()()>0g x xf x f x '=+,所以()g x 在()0+∞,上单调递增,所以()()3>2g g ,即3(3)2(2)f f >, 故选:C. 4.C 【分析】令()()x g x e f x =,由已知得()()xg x e f x =在区间()0,∞+单调递减, ()g x 为偶函数,且在区间(),0∞-单调递增,由此可将不等式等价转化为211a a -≥+,求解即可. 【详解】解:令()()x g x e f x =,则当0x >时,()()()0x g x e f x f x ''=+<⎡⎤⎣⎦,所以()()x g x e f x =在区间()0,∞+单调递减,又()()()()()()2x x x xg x e f x e e f x e f x g x ---=-===,所以()g x 为偶函数,且在区间(),0∞-单调递增,又()()211211a a ef a e f a -+-≤+,即()()211g a g a -≤+,所以211a a -≥+,即()()22211a a -≥+,得0a ≤或2a ≥, 故选:C. 5.A 【分析】由函数()f x 是定义在R 上的偶函数,()2f x +是偶函数可得()f x 是周期为4的周期函数,令()()x f x g x e=,然后利用()g x 的单调性可解出不等式. 【详解】因为函数()f x 是定义在R 上的偶函数,()2f x +是偶函数, 所以()()()4f x f x f x +=-=,即()f x 是周期为4的周期函数, 所以()()201714f f ==, 令()()xf xg x e=,则()()()x f x f x g x e '-'=,因为()()f x f x '<,所以()0g x '<, 所以()g x 在R 上单调递减,由()40xef x e ->可得()4x f x ee>,即()()41g x g e>=,所以1x <,故选:A. 6.B 【分析】 令()()e xf xg x =,x ∈R 并求导函数,根据已知可得函数()g x 的单调性,进而得出结论. 【详解】令()()e x f x g x =,x ∈R ,则()()()e xf x f xg x ''-=,x R ∀∈,均有()()f x f x '<,()g x ∴在R 上单调递增,(2021)(0)(2021)g g g ∴-<<,可得:2021e (2021)(0)f f -<,2021(2021)e (0)f f >.故选:B. 7.A 【分析】根据题意构造()()1e xf x F x -=,结合已知条件,讨论其单调性,再将不等式()2021e 1x f x ->转化为()F x 的不等式,即可利用单调性求解.【详解】根据题意,构造()()1exf x F x -=,则()()1xf x F x e =+,且''()()1()0exf x f x F x -+=<,故()F x 在R 上单调递减; 又()2022f x -为R 上的奇函数,故可得()020220f -=,即()02022f =,则()02021F =.则不等式()2021e 1x f x ->等价于()()20210F x F >=, 又因为()F x 是R 上的单调减函数,故解得0x <. 故选:A. 【点睛】关键点点睛:本题考查构造函数法,涉及利用导数研究函数的单调性以及利用函数单调性求解不等式;本题中,根据()()1f x f x '->以及题意,构造()()1e xf x F x -=是解决问题的关键,属中等偏上题. 8.A 【分析】构造函数()()e e x xg x f x =⋅-,结合已知条件可得()0g x '>恒成立,可得()g x 为R 上的减函数,再由()01g =,从而将不等式转换为()()0g x g >,根据单调性即可求解. 【详解】构造函数()()e e x xg x f x =⋅-,因为()()()e e e x x xx f x f x g '=⋅+-'⋅()()e e e e 0x x x x f x f x +--=⎡⎤⎣⎦='>,所以()()e e x xg x f x =⋅-为R 上的增函数.又因为()()000e 0e 1g f -⋅==,所以原不等式转化为()e e 1x xf x ->,即()()0g x g >,解得0x >.所以原不等式的解集为{}|0x x >, 故选:A. 9.C 【分析】构造函数()()233x g x f x =--,求函数的导数,利用函数的单调性即可得到结论. 【详解】解:设()()233x g x f x =--,则函数()g x 的导函数()()13g x f x ''=-,f x 的导函数()13f x '<,()()103g x f x ''∴=-<,则函数()g x 单调递减,()11f =,()()1211033g f ∴=--=,则不等式()233x f x <+,等价为()0g x <, 即()()1g x g <, 则1x >,即()233x f x <+的解集为{}1x x >, 故选:C. 10.D 【分析】分析函数()g x 的奇偶性,利用导数分析函数()g x 在R 上的单调性,将所求不等式变形为()()23log 11g x g ⎡⎤-<⎣⎦,可得出()23log 11x -<,解此不等式即可. 【详解】因为函数()f x 为R 上的奇函数,则()()2g x x f x =的定义域为R ,且()()()()22g x x f x x f x g x -=-=-=-,所以,函数()g x 为奇函数,且()00g =,对任意正实数x 恒有()()()22xf x f x f x >-=-',即()()20xf x f x '+>,则()()()()()2220g x xf x x f x x xf x f x '''=+=+>⎡⎤⎣⎦,所以,函数()g x 在()0,∞+上为增函数,故函数()g x 在(),0∞-上也为增函数, 因为函数()g x 在R 上连续,故函数()g x 在R 上为增函数,由()()23log 110g x g ⎡⎤-+-<⎣⎦得()()()23log 111g x g g ⎡⎤-<--=⎣⎦,所以,()23log 11x -<,故有2013x <-<,解得21x -<<-或12x <<.故选:D. 11.D 【分析】构造函数()()g x x f x =⋅,利用奇函数的定义得函数()g x 是偶函数,再利用导数研究函数的单调性,结合0.621ln 212log 8<-<<,再利用单调性比较大小得结论. 【详解】解:因为函数()f x 满足()()0f x f x +-=,即()()f x f x =--,且在R 上是连续函数,所以函数()f x 是奇函数,不妨令()()g x x f x =⋅,则()()()()g x x f x x f x g x -=-⋅-=⋅=,所以()g x 是偶函数, 则''()()()g x f x x f x =+⋅,因为当(,0)x ∈-∞时,()'()0f x xf x +<成立, 所以()g x 在(,0)x ∈-∞上单调递减,又因为()g x 在R 上是连续函数,且是偶函数,所以()g x 在()0+∞,上单调递增, 则()0.62a g =,(ln 2)b g =,2211loglog 88c g g ⎛⎫⎛⎫==- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 因为0.621>,0ln 21<<,()21log 33>08-=--=,所以0.621ln 212log 8<-<<,所以c a b >>,故选:D. 12.A 【分析】 先构造函数()()cos f x g x x=,进而根据题意判断出函数的奇偶性和单调性,进而解出不等式. 【详解】因为偶函数()f x 的定义域为,22ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭,设()()cos f x g x x=,则()()()()cos cos f x f x g x x x--==-,即()g x 也是偶函数.当02x π<<时,根据题意()()()2cos sin 0cos f x x f x xg x x'+'=<,则()g x 在0,2π⎛⎫⎪⎝⎭上是减函数,而函数为偶函数,则()g x 在,02π⎛⎫- ⎪⎝⎭上是增函数.于是,()()3()2cos 3cos 3cos 3f f x f x f xg x g x ππππ⎛⎫ ⎪⎛⎫⎛⎫⎝⎭<⇔<⇔< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以3,,233222x x x πππππππ⎧>⎪⎪⎛⎫⎛⎫⇒∈--⋃⎨⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎪-<<⎪⎩. 故选:A. 13.A 【分析】利用22(()0)f xf x x x '>+≥,构造出()()2g x x f x =,会得到()g x 在R 上单调递增,再将待解不等式的形式变成和()g x 相关的形式即可. 【详解】设()()2g x x f x =,因为()f x 为R 上奇函数,所以()()()()22g x x f x x f x -=--=-,即()g x 为R 上奇函数对()g x 求导,得[]()2()()g x f x x x xf '=+',而当0x >时,有()()220f x xf x x '>+≥,故0x >时,()0g x '>,即()g x 单调递增,所以()g x 在R 上单调递增 不等式()()()22018+2018420x f x f ++-<()()()22018+201842x f x f +<--,又()f x 是奇函数,则()()()22018+201842x f x f +<,即()()20182g x g +<所以20182x +<,解得2016x <-,即(,2016)x ∈-∞-. 故选:A. 14.A 【分析】根据题意,构造出函数()()2f x g x x=,则()0()0f x g x <⇔<,进而结合题意求得答案.【详解】设()()2f x g x x=,则()0()0f x g x <⇔<,()()()()()24322f x x xf x xf x f x g x x x ''⋅--'==,若x >0,由2()()()2()0f x f x xf x f x x ''>⇒->,则()0g x '>,即()()2f x g x x =在()0,∞+上单调递增.因为()f x 是R 上的奇函数,(2)0f =,容易判断,()()2f x g x x =在R 上是奇函数,且(2)0=g ,则函数()g x 在(),0-∞上单调递增,且(2)0g -=,所以()0<g x 的解集为:(,2)(0,2)-∞-⋃.于是()0f x <的解集为:(,2)(0,2)-∞-⋃. 故选:A. 15.D 【分析】 令()()g x lnxf x =对函数求导可得到函数()g x 单调递减,再结合()10g =,和()f x 的奇偶性,通过分析得到当0x >,()0f x <,0x <,()0f x >,故不等式(1)()0x f x -⋅<等价于()10x f x >⎧⎨<⎩或()10x f x <⎧⎨>⎩,求解即可.【详解】 令()()g x lnxf x =,则1()()()0g x f x lnx f x x'=+'<, 故函数()g x 单调递减,定义域为()0,∞+,g (1)0=,01x ∴<<时,()0>g x ;1x <时,()0<g x .01x <<时,0lnx <;1x >时,0lnx >.∴当0x >,1x ≠时,()0f x <,又f(1)0<.∴当0x >,()0f x <,又()f x 为奇函数, ∴当0x <,()0f x >.不等式(1)()0x f x -⋅<等价于()10x f x >⎧⎨<⎩或()10x f x <⎧⎨>⎩解得1x >或者0x < 故答案为:D.【分析】由题意可得()()()f x x f x x -=---,令()()2F x f x x =-,根据奇偶性的定义,可得()F x 为偶函数,利用导数可得()F x 的单调性,将题干条件化简可得()2(1)2(1)f a a f a a -≥---,即()(1)F a F a ≥-,根据()F x 的单调性和奇偶性,计算求解,即可得答案. 【详解】由()()4f x f x x --=,得()2()2()f x x f x x -=---, 记()()2F x f x x =-,则有()()F x F x =-,即()F x 为偶函数, 又当(0,)x ∈+∞时,()()20F x f x ''=->恒成立, 所以()F x 在(0,)+∞上单调递增,所以由()()()1221f a f a a --≥-,得()2(1)2(1)f a a f a a -≥---, 即()(1)F a F a ≥-(||)(|1|)F a F a ⇔-,所以|||1|a a -,即2212a a a ≥+-,解得12a, 故选:D. 17.B 【分析】 根据()()0f x f x x'+<构造函数()()g x xf x =,利用函数()g x 的奇偶性、单调性比较大小. 【详解】解:令函数()()g x xf x =,因为定义域为R 的()y f x =是奇函数,所以函数()g x 为偶函数;()()()g x f x xf x ''=+,当0x >时,因为()()0f x f x x '+<,所以()()0xf x f x x'+<,所以()()0xf x f x '+<,即()0g x '<,所以()g x 在(0,)+∞上为减函数,()()()()222111(),2(2)22,ln (ln )ln ln 3ln 3333333a f g b f g g c f g g g ⎛⎫⎛⎫===--=-====-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 因为2ln 323<<,所以()()2ln 323g g g ⎛⎫>> ⎪⎝⎭,即a c b >>.18.A 【分析】构造函数()()g x xf x =,利用导数法结合条件,得到()g x 在R 上单调递减,利用单调性可得答案. 【详解】设()()g x xf x =,则()()()0g x f x xf x =+'<' 所以()g x 在R 上单调递减,又()()2222g f == 由()()112x f x ++>,即()()12g x g +>,所以12x +< 所以1x < 故选:A 19.D 【分析】构造函数2()e ()x g x f x =,求导后确定其单调性,原不等式转化为关于()g x 的不等式,再利用单调性得解集. 【详解】设2()e ()x g x f x =,则221()e ()()2x x g x f x e f x ''=+,因为1()()02f x f x '+>,所以()0g x '>,所以()g x 是R 上的增函数,(2)e (2)1g f ==,不等式()f x >2e ()1xf x >,即()(2)g x g >,所以2x >, 故选:D . 20.D 【分析】构造函数()()1()xg x e f x =+,利用导数求得()g x 的单调性,由此求得不等式1()2(1)x e f x e +>+的解集. 【详解】令()()1()x g x e f x =+,则()()()1()0x xg x e f x e f x =+'+>',所以()g x 在R 上单调递增,不等式()1()21x e f x e +>+可化为()11()2x e e f x ++>, 而1(1)2f =,则1(1)(1)(1)2e g ef +=+=,即()()1g x g >, 所以1x >,即不等式解集为(1,)+∞. 故选:D 21.A 【分析】 构造函数()1(),xf xg x e+=得到()g x 也是R 上的单调递增函数.,分析得到函数()f x 关于点(3,1)对称.由()ln 210f x x ++<得到(ln )(0)g x g <,即得解. 【详解】 构造函数()1()()1(),()0x xf x f x f xg x g x e e '+--'==>, 所以()g x 也是R 上的单调递增函数.因为()()6f x f x ''=-,所以()'f x 关于直线3x =对称,所以12()(6),()(6)f x dx f x dx f x c f x c ''=-∴+=--+⎰⎰,(12,c c 为常数),21()(6)f x f x c c ∴+-=-,令3x =,所以21212(3),(3)2c c f c c f -=-∴=. 因为()31f =,所以212,c c -=所以()(6)2f x f x +-=,所以函数()f x 关于点(3,1)对称. 由(3)1,(6)5f f ==得到(0)3f =-,因为()()ln ln 210ln 122x f x x f x x e ++<∴+<-=-,, 所以()ln ln 12xf x e +<-, 所以031(ln )2(0)g x g e -+<-==, 所以(ln )(0)g x g <, 所以ln 0,01x x <∴<<. 故选:A22.A 【分析】 令()()1xf xg x e +=,根据因为()()1f x f x '>+,得到()0g x '>,得出函数()g x 为R 上的单调递增函数,由题设条件,令0x =,求得()02g =-,把不等式转化为()()0g x g <,结合单调性,即可求解. 【详解】令()()1x f x g x e +=,可得()()()()11x xf x f x f xg x e e ''+--⎛⎫'== ⎪⎝⎭, 因为()()1f x f x '>+,可得()()10f x f x '-->,所以()0g x '>,所以函数()g x 为R 上的单调递增函数, 由不等式()210x f x e ++<,可得()12x f x e +<-, 所以()12xf x e +<-,即()2g x <- 因为()(6)2f x f x +-=,令0x =,可得(0)(6)2f f +=,又因为(6)5f =,可得(0)3f =-,所以()()00102f g e+==- 所以不等式等价于()()0g x g <,由函数()g x 为R 上的单调递增函数,所以0x <,即不等式的解集为(,0)-∞. 故选:A. 23.C 【分析】 可构造函数()()cos f x g x x=,由已知可证()g x 在,22x ππ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭单增,再分别代值检验选项合理性即可 【详解】 设()()cos f x g x x=,则()()()2cos sin 0cos f x x f g x x xx'+='>,则()g x 在,22x ππ⎛⎫∈-⎪⎝⎭单增, 对A ,()04cos0cos 4f f ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭<,化简得()04f π⎛⎫< ⎪⎝⎭,故A 错;对B ,34cos cos 34f f ππππ⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭<⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭34f ππ⎛⎫⎛⎫-<- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故B 错; 对C ,43cos cos 43f f ππππ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭<⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭34f ππ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故C 正确;对D ,()03cos0cos 3f f ππ⎛⎫⎪⎝⎭<⎛⎫⎪⎝⎭,化简得()023f f π⎛⎫< ⎪⎝⎭,故D 错, 故选:C 24.B 【分析】 令()()cos f x g x x =,,22x ππ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭,得到()g x 是奇函数,单调递增,再利用函数的单调性和奇偶性分析判断得解. 【详解】因为()tan ()0f x x f x '+⋅>,所以()sin ()0,cos xf x f x x'+⋅> cos ()sin ()0x f x x f x '∴⋅+⋅>,令()()cos f x g x x =,,22x ππ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭,则()2cos ()sin ()0cos f x x f x x g x x'⋅+⋅'=>, 所以()g x 单调递增, 所以()()()()cos()cos f x f x g x g x x x---===--,所以()g x 为奇函数,(0)0g =,所以6430cos cos cos643f f f ππππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭<<<,即0643πππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫<<< ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,所以A ,C 错误;63ππ⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以063ππ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,又因为()f x 为奇函数,所以063ππ⎛⎫⎛⎫-> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以B 正确;64ππ⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭064ππ⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.又因为()f x 为奇函数,所以046ππ⎛⎫⎛⎫-< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以D 错误. 故选:B 25.B 【分析】结合已知不等式,构造新函数()()3sin g x f x x x =-+,结合单调性及奇偶性,列出不等式,即可求解. 【详解】由题意,当0x ≥时,()3cos f x x '≥-恒成立,即()3cos 0f x x '-+≥恒成立, 又由()()62sin 0f x f x x x ---+=,可得()3sin ()3sin f x x x f x x x -+=-+-, 令()()3sin g x f x x x =-+,可得()()g x g x -=-,则函数()g x 为偶函数, 且当0x ≥时,()g x 单调递增,结合偶函数的对称性可得()g x 在(,0)-∞上单调递减,由()36224f x f x x x πππ⎛⎫⎛⎫≥--++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,化简得到()3sin 3()sin()222f x x x f x x x πππ⎛⎫-+≥---+- ⎪⎝⎭,即()()2g x g x π≥-,所以2x x π≥-,解得4x π≥,即不等式的解集为,4π⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭.故选:B. 26.D 【分析】令()()cos g x f x x =,求出函数的导数,根据函数的单调性判断即可. 【详解】解:令()()cos g x f x x =,(0,)x π∈ 故()()cos ()sin 0g x f x x f x x ''=->,故()g x 在(0,)π递增,所以()()36g g ππ>,可得1()()236f f ππ63f ππ⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以D 正确;故选:D . 27.D 【分析】根据题意构造函数()()2x h x f x =,利用导数研究函数的单调性,根据单调性结合2log 31>即可求解.【详解】设()()2x h x f x =,则()()()()()22ln 22ln 2xx x h x f x f x f x f x '''=+=+⎡⎤⎣⎦,又()()ln 20f x f x '+<,20x >,所以()0h x '<,所以()h x 在(),-∞+∞上单调递减,由10>可得2(1)(0)f f >,故A 错; 由21>可得22(2)2(1)f f <,即2(2)(1)f f <,故B 错; 由01>-可得012(0)2(1)f f -<-,即2(0)(1)f f <-,故C 错; 因为2log 31>,所以()()2log 31h h <,得()()23log 321f f <,故D 正确. 故选:D 28.D 【分析】 由题设()()xf x F x e =,由已知得函数()F x 在R 上单调递增,且1ln 1(2022)4F x F ⎛⎫<= ⎪⎝⎭,根据函数的单调性建立不等式可得选项. 【详解】 由题可设()()ex f x F x =,因为()()0f x f x '->, 则2()e ()e ()()()0e e x x x xf x f x f x f x F x ''--'==>, 所以函数()F x 在R 上单调递增,又2022(2022)(2022)1e f F ==,不等式1ln 4f x ⎛⎫< ⎪⎝⎭1ln 41ln 41e x f x ⎛⎫ ⎪⎝⎭<, ∴1ln 1(2022)4F x F ⎛⎫<= ⎪⎝⎭,所以1ln 20224x <,解得80880e x <<,所以不等式1ln 4f x ⎛⎫< ⎪⎝⎭()80880,e .故选:D. 29.C 【分析】设()()g x xf x =,由奇偶性定义知()g x 为偶函数,结合导数和偶函数性质可确定()g x 在()0,∞+上单调递减,由指数和对数函数单调性可确定0.32log 42log 20π>>>,结合偶函数性质和单调性可得()()0.321log 22log4g g g π⎛⎫>> ⎪⎝⎭,由此可得大小关系. 【详解】设()()g x xf x =,则()()()()g x xf x xf x g x -=--==,()g x ∴为定义在R 上的偶函数; 当(),0x ∈-∞时,()()()0g x f x xf x ''=+>,()g x ∴在(),0-∞上单调递增, 由偶函数性质可知:()g x 在()0,∞+上单调递减,0.32log 4221log 20π=>>>>,()()()0.32log 22log 4g g g π∴>>,又()()2221log 4log 4log 4g g g ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭,()()0.321log 22log4g g g π⎛⎫∴>> ⎪⎝⎭, 即b a c >>. 故选:C. 30.A 【分析】构造函数2()()g x x f x =,然后结合已知可判断()g x 的单调性及奇偶性,从而可求. 【详解】解:设2()()g x x f x =,由()f x 为奇函数,可得22()()()()()g x x f x x f x g x -=--=-=-, 故()g x 为R 上的奇函数,当0x >时,202()()f x xf x x '>>+,()[2()()]0g x x f x xf x ''∴=+>,()g x 单调递增,根据奇函数的对称性可知,()g x 在R 上单调递增, 则不等式2(2021)(2021)4(2)0x f x f +++-<可转化为()2(2021)(2021)4(2)42x f x f f ++<--=,即()()20212g x g +<,20212x ∴+<即2019x <-,即(),2019x ∈-∞-.故选:A 31.AB 【分析】首先根据已知条件构造函数()()f xg x x=,利用其导数得到()g x 的单调性,然后结合()f x 奇函数,将不等式()0f x >转化为()·0x g x >求解. 【详解】解:设()()f xg x x=, 则()()()2''xf x f x g x x -=,当0x >时总有()()'xf x f x <成立, 即当0x >时, ()'g x <0恒成立,∴当0x >时,函数()()f xg x x =为减函数, 又()()()()f x f x g x g x xx---===--,∴函数()g x 为定义域上的偶函数,又()()1101f g --==-,所以不等式()0f x >等价于()·0x g x >, 即()00x g x >⎧⎨>⎩或()0x g x <⎧⎨<⎩, 即01x <<或1x <-,所以()0f x > 成立的x 的取值范围是()(),10,1-∞-⋃. 故选:AB . 32.CD 【分析】构造函数1()()ln 1g x f x x x=+-,由导数确定其单调性,再由单调性解不等式,确定正确选项. 【详解】令1()()ln 1g x f x x x=+-,所以()2()1()ln f x g x f x x x x''=++, 因为()ln ()0xf x x f x x'+>,210x >,所以()0g x '>,所以()g x 在(0,)+∞上单调递增,又(1)0g =,可得()0>g x 的解集为(1,)+∞. 故选:CD. 33.BD 【分析】首先根据条件构造函数()()32f x g x x x=+,0x >,根据()()()()()()322232320f x x x f x x x g x xx+-'+'+=<得到()g x 在()0,∞+上单调递减,从而得到()()()11232g g g g ⎛⎫>>> ⎪⎝⎭,再化简即可得到答案. 【详解】由()()()()232x x f x x f x +'+<及0x >,得()()()()32232x x f x x x f x +'+<.设函数()()32f xg x x x =+,0x >, 则()()()()()()322232320f x x x f x x x g x xx+-'+'+=<, 所以()g x 在()0,∞+上单调递减,从而()()()11232g g g g ⎛⎫>>> ⎪⎝⎭,即()()()112323212368f f f f ⎛⎫ ⎪⎝⎭>>>,所以()()3181f f <,()()261f f <,()131162f f ⎛⎫< ⎪⎝⎭,()()332f f <.故选:BD 34.AD 【分析】。

导数构造函数解决问题类型总结(解析版)

导数构造函数解决问题类型总结(解析版)

导数构造函数解决问题类型总结一、重点题型目录【题型一】构造函数x n f (x )型【题型二】构造函数e nx f (x )型【题型三】构造函数f (x )x n 型【题型四】构造函数f (x )e nx型【题型五】构造函数sin x 与函数f (x )型【题型六】构造函数cos x 与函数f (x )型【题型七】构造e n 与af (x )+bf (x )型【题型八】构造kx +b 与f (x )型【题型九】构造ln kx +b 型【题型十】构造综合型二、题型讲解总结【题型】一、构造函数x n f (x )型例1.(2022·四川·盐亭中学模拟预测(文))已知定义在0,+∞ 上的函数f x 满足2xf x +x 2f x <0,f 2 =34,则关于x 的不等式f x >3x 2的解集为( )A.0,4B.2,+∞C.4,+∞D.0,2 【答案】D【分析】构造函数h x =x 2f x ,得到函数h x 的单调性,根据单调性解不等式即可.【详解】令h x =x 2f x ,则h x =2xf x +x 2f x <0,所以h x 在0,+∞ 单调递减,不等式f x >3x 2可以转化为x 2f x >4×34=22f 2 ,即h x >h 2 ,所以0<x <2.故选:D .例2.(2022·河北·高三阶段练习)已知奇函数f x 的定义域为R ,导函数为f x ,若对任意x ∈0,+∞ ,都有3f x +xf x >0恒成立,f 2 =2,则不等式x -1 3f x -1 <16的解集是__________.【答案】-1,3【分析】构造新函数g x =x 3f x ,根据f (x )的性质推出g (x )的性质,最后利用g (x )单调性解不等式.【详解】设g x =x 3f x ,x ∈R ,f x 为奇函数,∴g -x =-x 3f (-x )=x 3f (x )=g x ,即g x 是偶函数,有g (x )=g (-x )=g x ,∵∀x ∈0,+∞ ,3f x +xf x >0恒成立,故x ∈0,+∞ 时,g x =3x 2f x +x 3f x =x 23f x +xf x ≥0,∴函数g x 在0,+∞ 上为增函数,∵f 2 =2,∴g 2 =g -2 =16,x -1 3f x -1 <16等价于g x -1 <16=g (2),g (x -1)=g x -1 <g (2),且函数g x 在0,+∞ 上为增函数,∴x -1 <2,解得-1<x <3.故答案为:-1,3【题型】二、构造函数e nx f (x )型例3.(2022·河南·襄城高中高二阶段练习(理))已知奇函数f x 的定义域为R ,其函数图象连续不断,当x >0时,x +2 f x +xf x >0,则( )A.f 1 4e >f 2 B.f 2 <0 C.f -3 ⋅f 1 >0 D.f -1 e>4f -2 【答案】D【解析】令g x =x 2e x f x ,根据导数可知其在0,+∞ 上单调递增,由g 2 >g 1 >g 0 =0可知AB 错误,同时得到f 1 e<4f 2 ,f 1 >0,f 3 >0,结合奇偶性知C 错误,D 正确.【详解】对于AB ,令g x =x 2e x f x ,则g 0 =0,g x =x x +2 e x f x +x 2e x f x ,当x ≥0时,g x =xe x x +2 ⋅f x +xf x ≥0,∴g x 在0,+∞ 上单调递增,∴g 0 <g 1 <g 2 ,即0<ef 1 <4e 2f 2 ,∴f 2 >0,f 1 4e <f 2 ,AB 错误;对于C ,由A 的推理过程知:当x >0时,g x =x 2e x f x >0,则当x >0时,f x >0,∴f 1 >0,f 3 >0,又f x 为奇函数,∴f -3 =-f 3 <0,∴f -3 ⋅f 1 <0,C 错误.对于D ,由A 的推理过程知:f 1 e <4f 2 ,又f -1 =-f 1 ,f -2 =-f 2 ,∴-f -1 e <-4f -2 ,则f -1 e>4f -2 ,D 正确.故选:D .例4.(2022·江苏·南师大二附中高二期末)已知f (x )为R 上的可导函数,其导函数为f x ,且对于任意的x ∈R ,均有f x +f x >0,则( )A.e -2021f (-2021)>f (0),e 2021f (2021)<f (0)B.e-2021f(-2021)<f(0),e2021f(2021)<f(0)C.e-2021f(-2021)>f(0),e2021f(2021)>f(0)D.e-2021f(-2021)<f(0),e2021f(2021)>f(0)【答案】D【解析】通过构造函数法,结合导数确定正确答案.【详解】构造函数F x =e x⋅f x ,F x =f x +f x⋅e x>0,所以F x 在R上递增,所以F-2021<F0 ,F0 <F2021,即e-2021⋅f-2021<f0 ,f0 <e2021⋅f2021.故选:D例5.(2022·辽宁·大连二十四中模拟预测)已知函数y=f x ,若f x >0且f x +xf x >0,则有( )A.f x 可能是奇函数,也可能是偶函数B.f-1>f1C.π4<x<π2时,f(sin x)<e cos2x2f(cos x)D.f(0)<e f(1)【答案】D【解析】根据奇函数的定义结合f x >0即可判断A;令g x =e x22f x ,利用导数结合已知判断函数g x 的单调性,再根据函数g x 的单调性逐一判断BCD即可得解.【详解】解:若f x 是奇函数,则f-x=-f x ,又因为f x >0,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g x =e x22f x ,则g x =xe x22f x +e x22f x =e x22xf x +f x,因为e x22>0,f x +xf x >0,所以g x >0,所以函数g x 为增函数,所以g-1<g1 ,即e 12f-1<e12f1 ,所以f-1<f1 ,故B错误;因为π4<x<π2,所以0<cos x<22,22<sin x<1,所以sin x>cos x,故g sin x>g cos x,即e sin2x2f sin x>e cos2x2f cos x,所以f sin x>e cos2x-sin2x2f cos x=e cos2x2f cos x,故C错误;有g0 <g1 ,即f0 <e f1 ,故D正确.故选:D.例6.(2022·黑龙江·哈尔滨三中高三阶段练习)f x 是定义在R上的函数,满足2f x +f x =xe x,f-1=-12e,则下列说法错误的是( )A.f x 在R上有极大值B.f x 在R上有极小值C.f x 在R上既有极大值又有极小值D.f x 在R上没有极值【答案】ABC【分析】先由题意得f -1=0,再构造g x =e2x f x ,得到g x =xe3x,进而再构造h x =e2x f x =xe3x-2g x ,判断出h x >0,即f x >0,由此得到选项.【详解】根据题意,2f x +f x =xe x,故2f-1+f -1=-e-1,又f-1=-12e,得2-12e+f -1 =-1e,故f -1 =0,令g x =e2x f x ,则g x =2e2x f x +e2x f x =e2x2f x +f x=e2x⋅xe x=xe3x,又2e2x f x +e2x f x =xe3x,记h x =e2x f x =xe3x-2e2x f x =xe3x-2g x ,所以h x =e3x+3xe3x-2g x =e3x+3xe3x-2xe3x=e3x x+1,当x<-1时,h x <0,h x 单调递减;当x>-1时,h x >0,h x 单调递增,所以h x >h-1=e-2f -1=0,即e2x f x >0,即f x >0,所以f x 在R上单调递增,故f x 在R上没有极值.故选项ABC说法错误,选项D说法正确.故选:ABC【题型】三、构造函数f(x)x n型例7.(2022·山东·潍坊一中高三期中)设函数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取值范围是( )A.(-∞,-1)∪(1,+∞)B.(-1,0)∪(0,1)C.(-∞,-1)∪(0,1)D.(-1,0)∪(1,+∞)【答案】D【分析】根据题意构造函数g(x)=f(x)x,由求导公式和法则求出g (x),结合条件判断出g (x)的符号,即可得到函数g(x)的单调区间,根据f(x)奇函数判断出g(x)是偶函数,由f(-1)=0求出g(-1)=0,结合函数g(x)的单调性、奇偶性,再转化f(x)>0,由单调性求出不等式成立时x的取值范围.【详解】由题意设g(x)=f(x)x,则g (x)=xf (x)-f(x)x2∵当x>0时,有xf (x)-f(x)>0,∴当x>0时,g (x)>0,∴函数g(x)=f(x)x在(0,+∞)上为增函数,∵函数f(x)是奇函数,∴g(-x)=g(x),∴函数g(x)为定义域上的偶函数,g(x)在(-∞,0)上递减,由f(-1)=0得,g(-1)=0,∵不等式f(x)>0⇔x∙g(x)>0,∴x>0g(x)>g(1)或x<0g(x)<g(-1),即有x>1或-1<x<0,∴使得f(x)>0成立的x的取值范围是:(-1,0)∪(1,+∞),故选:D例8.(2022·安徽·砀山中学高三阶段练习)已知a=ln24,b=1e2,c=lnπ2π则a,b,c的大小关系为( )A.a<c<bB.b<a<cC.a<b<cD.c<a<b 【答案】C【分析】构造函数,根据函数的单调性比较大小.【详解】令f x =ln xx2,则fx =x-2x ln xx4,令f x <0,解得x>e,因此f x =ln xx2在e,+∞上单调递减,又因为a=ln24=ln416=f4 ,b=1e2=ln ee2=f e ,c=lnπ2π=lnππ=fπ,因为4>e>π>e,所以a<b<c.故选:C.【题型】四、构造函数f(x)e nx型例9.(2022·陕西·西安中学高二期中)已知定义在R上的函数f x 的导函数f x ,且f x <f x <0,则( )A.ef2 >f1 ,f2 >ef1B.ef2 >f1 ,f2 <ef1C.ef 2 <f 1 ,f 2 <ef 1D.ef 2 <f 1 ,f 2 >ef 1【答案】D 【分析】据已知不等式构造函数,结合导数的性质进行求解即可.【详解】构造函数g (x )=f (x )e x ⇒g (x )=f (x )-f (x )ex ,因为f x <f x ,所以g (x )>0,因此函数g (x )是增函数,于是有g (2)>g (1)⇒f (2)e 2>f (1)e ⇒f (2)>ef (1),构造函数h (x )=f (x )⋅e x ⇒h (x )=e x [f (x )+f (x )],因为f x <f x <0,所以h (x )<0,因此h (x )是单调递减函数,于是有h (2)<h (1)⇒e 2f (2)<ef (1)⇒ef (2)<f (1),故选:D例10.(2022·江苏·涟水县第一中学高三阶段练习)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f (1)=e ,则不等式f 2x -5 -e 2x -5>0的解集为( )A.-∞,-3B.-∞,-2C.2,+∞D.3,+∞【答案】D【分析】根据已知条件构造函数,利用导数法求函数的单调性,结合函数的单调性即可求解.【详解】由f x >f x ,得f x -f x >0,设g x =f x e x ,则g x =f x -f x e x>0,所以函数g x 在-∞,+∞ 上单调递增,因为f 1 =e ,所以g 1 =f 1 e 1=1,所以不等式f 2x -5 -e 2x -5>0等价于f 2x -5 e 2x -5>1即g 2x -5 >g 1 ,所以2x -5>1,解得x >3,所以不等式f 2x -5 -e 2x -5>0的解集为3,+∞ .故选:D .例11.(2023·江西·赣州市赣县第三中学高三期中(理))设f x 是函数f x 的导函数,且f x >3f x x ∈R ,f 13=e (e 为自然对数的底数),则不等式f ln x <x 3的解集为( )A.0,e 3 B.1e ,e 3 C.0,3e D.e 3,3e【答案】C【分析】构造函数g x =f x e 3x ,由已知可得函数g x 在R 上为增函数,不等式f ln x <x 3即为g ln x <g 13,根据函数的单调性即可得解.【详解】解:令g x =f xe3x,则gx =f x -3f xe3x,因为f x >3f x x∈R,所以g x =f x -3f xe3x>0,所以函数g x 在R上为增函数,不等式f ln x<x3即不等式f ln xx3<1 x>0,又g ln x=f ln xe3ln x=f ln xx3,g13 =f13e=1,所以不等式f ln x<x3即为g ln x<g 13 ,即ln x<13,解得0<x<3e,所以不等式f ln x<x3的解集为0,3e.故选:C.例12.(2022·河北廊坊·高三开学考试)已知定义域为R的函数f x 的导函数为f x ,且f x -f x = 2xe x,f0 =0,则以下错误的有( )A.f x 有唯一的极值点B.f x 在-3,0上单调递增C.当关于x的方程f x =m有三个实数根时,实数m的取值范围为0,4e-1D.f x 的最小值为0【答案】ABC【分析】构造g(x)=f(x)e x,结合已知求g(x)的解析式,进而可得f(x)=x2e x,再利用导数研究f(x)的极值点、单调性,并判断其值域范围,即可判断各选项的正误.【详解】令g(x)=f(x)e x,则g(x)=f (x)-f(x)e x=2x,故g(x)=x2+C,(C为常数),所以f(x)=e x(x2+C),而f0 =e00+C=0,故C=0,所以f(x)=x2e x,则f (x)=(x2+2x)e x,令f (x)=0,可得x=-2或x=0,在(-∞,-2)、(0,+∞)上f (x)>0,f(x)递增;在(-2,0)上f (x)<0,f(x)递减;所以f(x)有2个极值点,在-3,0上不单调,A、B错误;由x趋于负无穷时f(x)趋向于0,f(-2)=4e2,f(0)=0,x趋于正无穷时f(x)趋向于正无穷,所以f x =m有三个实数根时m的范围为0,4e-2,f x 的最小值为0,C错误,D正确;故选:ABC【题型】五、构造函数sin x 与函数f (x )型例13.(2022·云南师大附中高三阶段练习)已知a =sin111,b =331,c =ln1.1,则( )A.a <b <cB.a <c <bC.c <a <bD.b <a <c 【答案】B【分析】根据结构构造函数f (x )=x -sin x ,x ∈0,π2 ,利用导数判断单调性,即可得到a <b ;根据结构构造函数g (x )=ln x +1-x ,利用导数判断单调性,即可得到a <c ;根据结构构造函数h (x )=ln(x +1)-3x 3+x ,利用导数判断单调性,即可得到c <b .【详解】构造函数f (x )=x -sin x ,x ∈0,π2 ,则f (x )=1-cos x ≥0,故函数y =f (x )在0,π2 上单调递增,故f 111 >f (0)=0,即111>sin 111,又331>111,故a <b .构造函数g (x )=ln x +1-x ,则g (x )=1x-1,易知函数y =g (x )在x =1处取得最大值g (1)=0,故g 1011 <0,即ln 1011+1-1011<0,即111<-ln 1011=ln 1110=ln1.1,由前面知sin 111<111,故a <c .构造函数h (x )=ln (x +1)-3x 3+x ,则h (x )=1x +1-9(3+x )2=(3+x )2-9(x +1)(x +1)(3+x )2=x (x -3)(x +1)(3+x )2,故知函数y =h (x )在(0,3)上单调递减,故h (0.1)<h (0)=0,即ln1.1<0.33.1=331,故c <b .综上,a <c <b .故选:B .例14.(2022·全国·高三阶段练习)已知函数f (x )及其导函数f (x )的定义域均为R ,且f (x )为偶函数,f π6 =-2,3f (x )cos x +f (x )sin x >0,则不等式f x +π2 cos 3x -14>0的解集为( )A.-π3,+∞ B.-2π3,+∞ C.-2π3,π3 D.π3,+∞ 【答案】B 【分析】令g x =f x sin 3x -14,结合题设条件可得g x 为R 上的增函数,而原不等式即为g x +π2>0,从而可求原不等式的解集.【详解】f x +π2 cos 3x -14>0可化为f x +π2 sin 3x +π2 -14>0,令g x =f x sin 3x -14,则g x =f x sin 3x +3f x sin 2x cos x =sin 2x f (x )sin x +3f x cos x ,因为3f (x )cos x +f (x )sin x >0,故g x ≥0(不恒为零),故g x 为R 上的增函数,故f x +π2 cos 3x -14>0即为g x +π2>0,而g -π6 =f -π6 sin 3-π6 -14=f π6 sin 3-π6 -14=0,故g x +π2 >0的解为x +π2>-π6,故x >-2π3即f x +π2 cos 3x -14>0的解为-2π3,+∞ .故选:B .【题型】六、构造函数cos x 与函数f (x )型例15.已知函数f x 的定义域为-π2,π2,其导函数是f (x ).有f (x )cos x +f (x )sin x <0,则关于x 的不等式3f (x )<2f π6cos x 的解集为()A.π3,π2 B.π6,π2 C.-π6,-π3 D.-π2,-π6【答案】B【分析】令F x =f x cos x ,根据题设条件,求得F 'x <0,得到函数F x =f x cos x 在-π2,π2内的单调递减函数,再把不等式化为f x cos x <f π6 cos π6,结合单调性和定义域,即可求解.【详解】由题意,函数f x 满足f 'x cos x +f x sin x <0,令F x =f x cos x ,则F 'x =f 'x cos x +f x sin x cos 2x<0函数F x =f x cos x 是定义域-π2,π2内的单调递减函数,由于cos x >0,关于x 的不等式3f (x )<2f π6 cos x 可化为f x cos x <f π6 cos π6,即F x <F π6 ,所以-π2<x <π2且x >π6,解得π2>x >π6,不等式3f (x )<2f π6 cos x 的解集为π6,π2 .故选:B 例16.(2021·重庆·高二期末)已知f x 的定义域为(0,+∞)且满足f x >0,f x 为f x 的导函数,f x -f x =e x (x +cos x ),则下列结论正确的是( )A.f x 有极大值无极小值B.f x 无极值C.f x 既有极大值也有极小值D.f x 有极小值无极大值【答案】B【解析】令F x =f xe x,根据题意得到Fx =x+cos x,设g x =x+cos x,x>0,利用导数求得g x 在区间(0,+∞)单调递增,得到F x >0,由f x =e x⋅F x ,得到f x >0,即函数f x 为单调递增函数,得到函数无极值.【详解】令F x =f xe x,x>0,可得F x =f x -f xe x,因为f x -f x =e x(x+cos x),可得F x =x+cos x,设g x =x+cos x,x>0,可得g x =1-sin x≥0,所以g x 在区间(0,+∞)单调递增,又由g0 =1,所以g x >g0 =1,所以F x >0,所以F x 单调递增,因为f x >0且e x>0 ,可得F x >0,因为F x =f xe x,可得f x =ex⋅F x ,x>0,则f x =e x F x +F x>0,所以函数f x 为单调递增函数,所以函数f x 无极值.故选:B.【题型】七、构造e n与af(x)+bf(x)型例17.(2022·陕西·西安中学高二期中)已知定义在R上的函数f x 的导函数f x ,且f x <f x < 0,则( )A.ef2 >f1 ,f2 >ef1B.ef2 >f1 ,f2 <ef1C.ef2 <f1 ,f2 <ef1D.ef2 <f1 ,f2 >ef1【答案】D【分析】据已知不等式构造函数,结合导数的性质进行求解即可.【详解】构造函数g(x)=f(x)e x⇒g (x)=f (x)-f(x)e x,因为f x <fx ,所以g (x)>0,因此函数g(x)是增函数,于是有g(2)>g(1)⇒f(2)e2>f(1)e⇒f(2)>ef(1),构造函数h(x)=f(x)⋅e x⇒h (x)=e x[f(x)+f (x)],因为f x <f x <0,所以h (x)<0,因此h(x)是单调递减函数,于是有h(2)<h(1)⇒e2f(2)<ef(1)⇒ef(2)<f(1),故选:D例18.(2022·河南·高三阶段练习(文))已知函数f x =ax-e x-k,其中e为自然对数的底数,若k∈-1,e2时,函数f x 有2个零点,则实数a的可能取值为( )A.eB.2eC.e 2D.3e【答案】D【分析】由题意可知方程ax -e x =k ,k ∈-1,e 2 有两个实数根,令g (x )=ax -e x ,则g (x )的图象与直线y =k ,k ∈-1,e 2 有两个交点,结合导数分析函数g (x )的单调性与极值情况即可解决问题.【详解】由题意可知方程ax -e x =k ,k ∈-1,e 2 有两个实数根,令g (x )=ax -e x ,则g (x )的图象与直线y =k ,k ∈-1,e 2 有两个交点,g (x )=a -e x .(1)若a ≤0,g (x )<0在R 上恒成立,所以g (x )在R 上单调递减,g (x )的图象与直线y =k ,k ∈-1,e 2 至多只有一个交点,不合题意;(2)若a >0,当x <ln a 时,g (x )>0,当x >ln a 时,g (x )<0,所以g (x )的单调递增区间是(-∞,ln a ),单调递减区间是(ln a ,+∞),所以当x =ln a 时,g (x )取得极大值,也是最大值,为a ln a -a .当x →-∞时,g (x )→-∞,当x →+∞时,g (x )→-∞,所以要使g (x )的图象与直线y =k ,k ∈-1,e 2 有两个交点,只需a ln a -a >e 2.a ln a -a =a (ln a -1),当0<a ≤e 时,a ln a -a ≤0,当a >e 时,a ln a -a >0,所以a ln a -a >e 2,a >e ,设h (a )=a ln a -a ,a >e ,则h (a )=ln a >0,所以h (a )在(e ,+∞)上单调递增,而h e 2 =e 2,所以a ln a -a >e 2的解为a >e 2,而3e >e 2,故选:D .例19.(2023·全国·高三专题练习)已知定义在R 上的偶函数y =f (x )的导函数为y =f (x ),当x >0时,f (x )+f (x )x <0,且f (2)=-3,则不等式f (2x -1)<-62x -1的解集为( )A.-∞,12 ∪32,+∞ B.32,+∞C.12,32D.-12,12 ∪12,32【答案】A【分析】根据题干中的不等式,构造函数F x =xf x ,结合y =f (x )在在R 上为偶函数,得到F x =xf x 在R 上单调递减,其中F 2 =2f 2 =-6,分x >12与x <12,对f (2x -1)<-62x -1变形,利用函数单调性解不等式,求出解集.【详解】当x >0时,f(x )+f (x )x =xf (x )+f (x )x<0,所以当x >0时,xf (x )+f (x )<0,令F x =xf x ,则当x >0时,F x =xf (x )+f (x )<0,故F x =xf x 在x >0时,单调递减,又因为y=f(x)在在R上为偶函数,所以F x =xf x 在R上为奇函数,故F x =xf x 在R上单调递减,因为f(2)=-3,所以F2 =2f2 =-6,当x>12时,f(2x-1)<-62x-1可变形为2x-1f(2x-1)<-6,即F2x-1<F2 ,因为F x =xf x 在R上单调递减,所以2x-1>2,解得:x>3 2,与x>12取交集,结果为x>32;当x<12时,f(2x-1)<-62x-1可变形为2x-1f(2x-1)>-6,即F2x-1>F2 ,因为F x =xf x 在R上单调递减,所以2x-1<2,解得:x<3 2,与x<12取交集,结果为x<12;综上:不等式f(2x-1)<-62x-1的解集为-∞,12∪32,+∞.故选:A例20.(2022·全国·高三阶段练习(理))已知函数f x =x3-x+2+e x-e-x,其中e是自然对数的底数,若f a-2+f a2>4,则实数a的取值范围是( )A.-2,1B.-∞,-2C.1,+∞D.-∞,-2∪1,+∞【答案】D【分析】构造函数g(x)=f x -2,利用奇偶性的定义、导数的符号变化判定其奇偶性和单调性,再将f (a-2)+f(a2)>4变为g(a-2)>g(-a2),利用g(x)的单调性进行求解.【详解】构造函数g(x)=f x -2=x3-x+e x-e-x,因为g(x)的定义域为(-∞,+∞),且g-x= -x3--x+e-x-e x=-x3+x-e x+e-x=-(x3-x+e x-e-x)=-g(x),即g(x)是奇函数,又g x =3x2-1+e x+e-x≥3x2-1+2e x⋅e-x=3x2+1>0,所以g(x)在 (-∞,+∞)上单调递增;因为f(a-2)+f(a2)>4,所以f(a-2)-2>-[f(a2)-2],即g(a-2)>-g(a2),即g(a-2)>g(-a2),所以a-2>-a2,即a2+a-2>0,解得a>1或a<-2,即a∈(-∞,-2)∪(1,+∞).故选:D.【点睛】方法点睛:利用函数的性质解决不等式问题时,往往要利用题干中的表达式或不等式的结构特点合理构造函数,如本题中,构造函数g(x)=f x -2,将问题转化为利用函数的奇偶性和单调性求g(a-2)>-g(a2)的解集.【题型】八、构造kx+b与f(x)型例21.(2022·河南·高三阶段练习(文))已知定义在0,+∞上的函数f x 的导函数为f x ,若f x < 2,且f4 =5,则不等式f2x>2x+1-3的解集是( )A.0,2B.0,4C.-∞,2D.-∞,4【答案】C【分析】根据所求不等式f2x>2x+1-3的形式,构造函数g x =f x -2x+3,利用题目中的条件判断出g x 在0,+∞上单调递减,进而将所求转化为g2x>g4 ,再利用单调性求出解集.【详解】设g x =f x -2x+3,则g x =f x -2.因为f x <2,所以f x -2<0,即g x <0,所以g x 在0,+∞上单调递减.不等式f2x>2x+1-3等价于不等式f2x-2×2x+3>0,即g2x>0.因为f4 =5,所以g4 =f4 -2×4+3=0,所以g2x>g4 .因为g x 在0,+∞上单调递减,所以2x<4,解得x<2.故选:C.例22.(2022·河南·襄城高中高二阶段练习(理))已知奇函数f x 的定义域为R,其函数图象连续不断,当x>0时,x+2f x +xf x >0,则( )A.f14e>f2 B.f2 <0 C.f-3⋅f1 >0 D.f-1e>4f-2【答案】D【解析】令g x =x2e x f x ,根据导数可知其在0,+∞上单调递增,由g2 >g1 >g0 =0可知AB错误,同时得到f1e<4f2 ,f1 >0,f3 >0,结合奇偶性知C错误,D正确.【详解】对于AB,令g x =x2e x f x ,则g0 =0,g x =x x+2e xf x +x2e x f x ,当x≥0时,g x =xe x x+2⋅f x +xf x≥0,∴g x 在0,+∞上单调递增,∴g0 <g1 <g2 ,即0<ef1 <4e2f2 ,∴f2 >0,f14e<f2 ,AB错误;对于C,由A的推理过程知:当x>0时,g x =x2e x f x >0,则当x>0时,f x >0,∴f1 >0,f3 >0,又f x 为奇函数,∴f-3=-f3 <0,∴f-3⋅f1 <0,C错误.对于D,由A的推理过程知:f1e<4f2 ,又f-1=-f1 ,f-2=-f2 ,∴-f-1e<-4f-2,则f-1e>4f-2,D正确.故选:D.【题型】九、构造ln kx+b型例23.(2023·全国·高三专题练习)定义在(0,+∞)上的函数f(x)满足xf x +1>0,f2 =ln 12,则不等式f(e x)+x>0的解集为( )A.(0,2ln2)B.(0,ln2)C.(ln2,1)D.(ln2,+∞)【答案】D【分析】构造新函数g(x)=f(x)+ln x,(x>0),利用导数说明其单调性,将f(e x)+x>0变形为g(e x) >g(2),利用函数的单调性即可求解.【详解】令g(x)=f(x)+ln x,(x>0) ,则g (x)=f (x)+1x=xf x +1x,由于xf x +1>0,故g (x)>0,故g(x)在(0,+∞)单调递增,而g(2)=f(2)+ln2=ln 12+ln2=0 ,由f(e x)+x>0,得g(e x)>g(2) ,∴e x>2 ,即x>ln2 ,∴不等式f(e x)+x>0的解集为(ln2,+∞),故选:D.例24.(2022·河南·高三阶段练习(理))设a=cos 12,b=78,c=ln158,则a,b,c之间的大小关系为( )A.c<b<aB.c<a<bC.b<c<aD.a<c<b 【答案】A【分析】构造函数g x =ln x+1-x,f x =cos x-1-x2 2,借助函数的单调性分别得出c<b与a>b,从而得出答案.【详解】构造函数g x =ln x+1-x,x>-1,则g x =1x+1-1=-xx+1,当-1<x<0时,g x >0,g x 单调递增,当x>0时,g x <0,g x 单调递减,∴g x ≤g 0 =0,∴ln x +1 ≤x (当x =0时等号成立),∴ln 158=ln 78+1 <78,则c <b ,构造函数f x =cos x -1-12x 2 ,0<x <1,则f x =x -sin x ,令φx =x -sin x ,0<x <1,∴φ x =1-cos x >0,φx 单调递增,∴φx >φ0 =0,∴f x >0,f x 单调递增,从而f x >f 0 =0,∴f 12 >0,即cos 12>1-12⋅122=78,则a >b .∴c <b <a .故选:A .例25.(2022·贵州·高三阶段练习(理))已知命题p :在△ABC 中,若A >π4,则sin A >22,命题q :∀x >-1,x ≥ln (x +1).下列复合命题正确的是( )A.p ∧q B.(¬p )∧(¬q )C.(¬p )∧qD.p ∧(¬q )【答案】C【分析】命题p 可举出反例,得到命题p 为假命题,构造函数证明出q :∀x >-1,x ≥ln (x +1)成立,从而判断出四个选项中的真命题.【详解】在△ABC 中,若A =5π6,此时满足A >π4,但sin A =12<22,故命题p 错误;令f x =x -ln x +1 ,x >-1,则f x =1-1x +1=xx +1,当x >0时,f x >0,当-1<x <0时,f x <0,所以f x 在x >0上单调递增,在-1<x <0上单调递减,所以f x 在x =0处取得极小值,也是最小值,f 0 =0-ln 0+1 =0,所以q :∀x >-1,x ≥ln (x +1)成立,为真命题;故p ∧q 为假命题,(¬p )∧(¬q )为假命题,(¬p )∧q 为真命题,p ∧(¬q )为假命题.故选:C【题型】十、构造综合型例26.(2022·全国·高三阶段练习(理))下列命题为真命题的个数是( )①log 32>23;②e lnπ<π;③sin 12>2348;④3e ln2<4 2.A.1 B.2C.3D.4【答案】C【分析】利用指数式与对数的互化、对数函数的单调性推得①错误;构造函数f x =ln xx,利用导数研究其单调性和最值,进而判定②④正确;构造函数h(x)=sin x-x+16x3,x∈0,π2,利用二次求导确定其单调性,利用h 12 >h(0)得到③正确.【详解】对于①:若log32>23,则2>323,即8>9,显然不成立,故①错误;对于②:将e lnπ<π变为lnππ<ln ee,构造f x =ln xx,则f x =1-ln xx2,则当0<x<e时,f x >0,x>e时,f x <0,所以f x =ln xx在(0,e)上单调递增,在(e,+∞)上单调递减,则x=e时,f x 取得最大值1 e,由fπ <f e 得lnππ<ln ee,即e lnπ<π成立,故②正确;对于③:令h(x)=sin x-x+16x3,x∈0,π2,则g x =h x =cos x-1+12x2,t x =g x =-sin x+1,因为t x =g x =-sin x+1>0在0,π2成立,所以g x =h x =cos x-1+12x2在0,π2上单调递增,又g(0)=cos0-1+0=0,所以g x =h x >0在0,π2上成立,即h(x)=sin x-x+16x3在在0,π2上单调递增,所以h 12 >h(0),即sin12-2348>0,即sin12>2348,故③正确;对于④:将3e ln2<42变为ln2222<ln e e,由②得f22<f e ,即ln2222<ln e e,即3e ln2<42成立,故④正确;综上所述,真命题的个数为3.故选:C.【点睛】方法点睛:利用函数的单调性解决不等式问题时,往往要利用题干中的不等式的结构特点合理构造函数,如本题中证明e lnπ<π、3e ln2<42构造函数f x =ln xx,证明sin12>2348构造h(x)=sin x -x +16x 3,x ∈0,π2,将问题转化为利用导数研究函数的单调性问题.例27.(2022·江苏·南京师大附中高三期中)已知函数f x =ln x -ax 2,则下列结论正确的有( )A.当a <12e 时,y =f x 有2个零点B.当a >12e 时,f x ≤0恒成立C.当a =12时,x =1是y =f x 的极值点D.若x 1,x 2是关于x 的方程f x =0的2个不等实数根,则x 1x 2>e 【答案】BCD【分析】对于A 和B ,由f x =0可得a =ln x x 2,令g x =ln xx 2,利用导数得到g x 的单调性和最值情况即可判断;对于C ,将a =12代入f x ,利用导数得到f x 的单调性即可判断;对于D ,问题转化为2at =ln t 有两个零点,证明t 1t 2>e 2,进而只需要证明ln t 1+ln t 2>2,也即是ln t 1t 2>2t1t 2-1 t 1t 2+1,从而令m =t 1t 2>1,构造函数s m =ln m -2m -1 m +1m >1 求出最值即可【详解】对于A ,令f x =ln x -ax 2=0即a =ln xx 2,令g x =ln x x 2,x >0,则g x =1x⋅x 2-ln x ⋅2x x 2 2=1-2ln x x 3,令g x =0,解得x =e ,故当x ∈0,e ,g x >0,g x 单调递增;当x ∈e ,+∞ ,g x <0,g x 单调递减;所以g x 的最大值为g e =12e,又因为当x <1时,g x =ln x x 2<0;当x >1时,g x =ln xx 2>0,故g x 如图所示,当0<a <12e时,函数y =a 与g x 有两个交点,此时y =f x 有2个零点,故A 错误;对于B ,由A 选项可得g x =ln x x2≤12e ,当a >12e 时,由a >ln xx 2,可整理得ln x -ax 2<0,即f x <0,故B 正确;对于C ,将a =12代入f x 得f x =ln x -12x 2,x >0,所以f x =1x -x =1-x 2x,令f x =0,解得x =1,故当x ∈0,1 ,f x >0,f x 单调递增;当x ∈1,+∞ ,f x <0,f x 单调递减;所以x=1是y=f x 的极大值点,故C正确;对于D,由f x =ln x-ax2=0即ax=ln x x,因为x1,x2是关于x的方程f x =0的2个不等实数根,所以ax1=ln x1x1ax2=ln x2x2,即2ax21=ln x212ax22=ln x22,所以等价于:2at=ln t有两个零点,证明t1t2>e2,不妨令t1>t2>0,由2at1=ln t12at2=ln t2⇒2a=ln t1-ln t2t1-t2,要证t1t2>e2,只需要证明ln t1+ln t2>2,即只需证明:ln t1+ln t2=2a t1+t2=t1+t2ln t1-ln t2t1-t2>2,只需证明:ln t1-ln t2>2t1-t2t1+t2,即lnt1t2>2t1t2-1t1t2+1,令m=t1t2>1,只需证明:ln m>2m-1m+1m>1,令s m=ln m-2m-1m+1m>1,则s m=m-12m m+12>0,即s m在1,+∞上为增函数,又s1 =0,所以s m>s1 =0.综上所述,原不等式成立,即x1x2>e成立,故D正确,故选:BCD【点睛】方法点睛:对于利用导数研究函数的综合问题的求解策略: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.例28.(2022·黑龙江·齐齐哈尔市实验中学高三阶段练习)已知函数f x 的定义域是0,+∞,f x 是f x 的导数,若f x =xf x -x,f 1 =1,则下列结论正确的是( )A.f x 在0,1e上单调递减 B.f x 的最大值为eC.f x 的最小值为-1eD.存在正数x0,使得f x0<ln x0【答案】AC【分析】构造g x =f xx,得到g x =1x,从而得到g x =ln x+c,结合f 1 =1,得到f x =x ln x,求导得到f x =ln x+1,从而得到函数的单调性和极值,最值情况,判断出ABC选项;解不等式x-1ln x<0得到解集为∅,故D错误.【详解】由f x =xf x -x得f x =f xx+1,设g x =f xx,则g x =xf x -f xx2=xf xx+1-f xx2=1x.设c为常数,则ln x+c=1 x,∴g x =ln x+c,∴f x =xg x =x ln x+cx.∵f 1 =1,∴f1 =0,∴c=0,所以f x =x ln x,∴f x =ln x+1.当0<x<1e时,f x <0,f x 单调递减,当x>1e时,f x >0,f x 单调递增.∵f 1e =0,∴f x 在x=1e时取得极小值,也是最小值-1e,f x 无最大值.∴A正确,B错误,C正确,由f x <ln x得x ln x<ln x,∴x-1ln x<0.当0<x<1时,x-1<0,ln x<0,x-1ln x>0.当x=1时,x-1ln x=0.当x>1时,x-1>0,ln x>0,x-1ln x>0.因此不等式x-1ln x<0即f x <ln x的解集是∅.所以D错误.故选:AC【点睛】当条件中出现类似f x =xf x -x的条件时,通常要构造函数来解决问题,本题中的难点是利用f x =f xx+1来构造g x =f xx,从而结合f 1 =1求出f x =x ln x.例29.(2023·全国·高三专题练习)已知函数f x =x e x+1,g x =x+1ln x,若f x1=g x2>0,则x2x1可取( )A.1B.2C.eD.e2【答案】CD【分析】由g x =x+1ln x=ln x e ln x+1,利用同构结合f x 在(0,+∞)上单调递增,即可得到x1=ln x2,则x2x1=e x1x1,x1>0,记h(x)=e xx,(x>0),求出h (x)即可判断h(x)在(0,+∞)上的单调性,即可得出x2x1≥e,由此即可选出答案.【详解】因为f x1=g x2>0,所以x1>0,x2>1,因为f x =e x+1+xe x=(x+1)e x+1>0恒成立,所以f x 在(0,+∞)上单调递增,又g x =x+1ln x=ln x e ln x+1,因为f x1=g x2,即x1e x1+1=ln x2e ln x2+1,所以x1=ln x2⇒x2=e x1,所以x2x1=e x1x1,x1>0,记h(x)=e xx,(x>0),所以h (x)=e x(x-1)x2当0<x<1时,h (x)<0,h(x)单调递减,当x>1时,h (x)>0,h(x)单调递增,所以h(x)≥h(1)=e,即x2x1≥e故选:CD.【点睛】本题考查利用导数求函数的最值,属于难题,其中将g x =x+1ln x=ln x e ln x+1变形为f x =x e x+1的结构,是解本题的关键.。

高考数学二轮复习考点知识与题型专题讲解15---导数中的函数构造问题

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高考数学二轮复习考点知识与题型专题讲解第15讲 导数中的函数构造问题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.考点一 导数型构造函数考向1 利用f (x )与x 构造例1(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 =log 218·f ⎝⎛⎭⎫log 218,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .a >b >c B .c >b >aC .a >c >bD .c >a >b答案 B解析 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,则a =g (20.6),b =g (ln 2),c =g ⎝⎛⎭⎫log 218, 因为20.6>1,0<ln 2<1,log 218=-3<0, 所以log 218<0<ln 2<1<20.6, 所以c >b >a .规律方法 (1)出现nf (x )+xf ′(x )的形式,构造函数F (x )=x n f (x );(2)出现xf ′(x )-nf (x )的形式,构造函数F (x )= f (x )x n . 跟踪演练1 已知定义在(0,+∞)上的函数f (x )满足f ′(x )-f (x )x-3>0,且f (1)=0,则不等式f (e x )-3x e x >0的解集为( )A .(0,1)B .(1,+∞)C .(0,+∞)D .(e ,+∞)答案 C解析 设g (x )=f (x )x-3ln x , 则g ′(x )=xf ′(x )-f (x )x 2-3x=xf ′(x )-f (x )-3x x 2. 因为f ′(x )-f (x )x-3>0,x >0, 所以xf ′(x )-f (x )-3x >0,所以g ′(x )>0,即g (x )在(0,+∞)上单调递增.不等式f (e x )-3x e x>0可转化为f (e x )e x -3ln e x >0, 又g (e x)=f (e x )e x -3ln e x , 且g (1)=f (1)1-3ln 1=0, 即g (e x )>g (1),所以e x >1,解得x >0.考向2 利用f (x )与e x 构造例2(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 )<f ′(x )恒成立,其中e 是自然对数的底数,则( )A .f (2 022)<e f (2 023)B .e f (2 022)<f (2 023)C .e f (2 022)=f (2 023)D .e f (2 022)>f (2 023)答案 B解析 设函数g (x )=f (x )e x , 可得g ′(x )=f ′(x )-f (x )e x, 由f (x )<f ′(x ),可得f ′(x )-f (x )>0,所以g ′(x )>0,所以g (x )单调递增,则f (2 022)e 2 022< f (2 023)e 2 023, 即e f (2 022)<f (2 023).规律方法 (1)出现f ′(x )+nf (x )的形式,构造函数F (x )=e nx f (x );(2)出现f ′(x )-nf (x )的形式,构造函数F (x )=f (x )e nx . 跟踪演练2 (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 )>3e 3-x 的解集为________.答案 (3,+∞)解析 设F (x )=f (x )·e x ,则F ′(x )=f ′(x )·e x +f (x )·e x=e x [f (x )+f ′(x )]>0,∴F (x )在R 上单调递增.又f (3)=3,则F (3)=f (3)·e 3=3e 3.∵f (x )>3e 3-x 等价于f (x )·e x >3e 3, 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 ,cos x 构造例3 偶函数f (x )的定义域为⎝⎛⎭⎫-π2,π2,其导函数为f ′(x ),若对任意的x ∈⎣⎡⎭⎫0,π2,有f ′(x )·cos x <f (x )sin x 成立,则关于x 的不等式2f (x )<f ⎝⎛⎭⎫π3cos x的解集为__________________. 答案⎝⎛⎭⎫-π2,-π3∪⎝⎛⎭⎫π3,π2 解析 令g (x )=f (x )cos x ,x ∈⎝⎛⎭⎫-π2,π2, ∴g (-x )=f (-x )cos(-x )=f (x )cos x =g (x ),∴g (x )为偶函数,又g ′(x )=f ′(x )cos x -f (x )sin x ,∴当x ∈⎣⎡⎭⎫0,π2时,g ′(x )<0, 即g (x )在⎣⎡⎭⎫0,π2上单调递减, 又g (x )为偶函数,∴g (x )在⎝⎛⎦⎤-π2,0上单调递增, 不等式2f (x )<f ⎝⎛⎭⎫π3cos x 可化为f (x )cos x <f ⎝⎛⎭⎫π3cos π3, 即g (x )<g ⎝⎛⎭⎫π3,则⎩⎨⎧ |x |>π3,-π2<x <π2,解得-π2<x <-π3或π3<x <π2. 规律方法 函数f (x )与sin x ,cos 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 )cos x ;(2)F (x )=f (x )sin x,F ′(x )=f ′(x )sin x -f (x )cos x sin 2x; (3)F (x )=f (x )cos x ,F ′(x )=f ′(x )cos x -f (x )sin x ;(4)F (x )=f (x )cos x, F ′(x )=f ′(x )cos x +f (x )sin x cos 2x. 跟踪演练3 已知奇函数f (x )的导函数为f ′(x ),且f (x )在⎝⎛⎭⎫0,π2上恒有f (x )sin x < f ′(x )cos x成立,则下列不等式成立的是( ) A.2f ⎝⎛⎭⎫π6>f ⎝⎛⎭⎫π4B .f ⎝⎛⎭⎫-π3<3f ⎝⎛⎭⎫-π6 C.3f ⎝⎛⎭⎫-π4<2f ⎝⎛⎭⎫-π3 D.2f ⎝⎛⎭⎫π3<3f ⎝⎛⎭⎫π4 答案 B解析 构造函数F (x )=f (x )sin x, 由f (x )在⎝⎛⎭⎫0,π2上恒有f (x )sin x < f ′(x )cos x成立, 即f ′(x )sin x -f (x )cos x >0,∴F ′(x )=f ′(x )sin x -f (x )cos x (sin x )2>0, ∴F (x )在⎝⎛⎭⎫0,π2上单调递增, 又F (-x )=f (-x )sin (-x )=-f (x )-sin x=F (x ), ∴F (x )为偶函数,∵π6<π4,∴F ⎝⎛⎭⎫π6<F ⎝⎛⎭⎫π4,∴f ⎝⎛⎭⎫π6sin π6<f ⎝⎛⎭⎫π4sin π4, ∴2f ⎝⎛⎭⎫π6<f ⎝⎛⎭⎫π4,故A 错误;∵偶函数F (x )在⎝⎛⎭⎫0,π2上单调递增,∴F (x )在⎝⎛⎭⎫-π2,0上单调递减,∵-π3<-π6,∴F ⎝⎛⎭⎫-π3>F ⎝⎛⎭⎫-π6,∴f ⎝⎛⎭⎫-π3sin ⎝⎛⎭⎫-π3>f ⎝⎛⎭⎫-π6sin ⎝⎛⎭⎫-π6,∴-f ⎝⎛⎭⎫-π3>-3f ⎝⎛⎭⎫-π6,∴f ⎝⎛⎭⎫-π3<3f ⎝⎛⎭⎫-π6,故B 正确;F ⎝⎛⎭⎫-π4<F ⎝⎛⎭⎫-π3,∴f ⎝⎛⎭⎫-π4sin ⎝⎛⎭⎫-π4<f ⎝⎛⎭⎫-π3sin ⎝⎛⎭⎫-π3,∴-3f ⎝⎛⎭⎫-π4<-2f ⎝⎛⎭⎫-π3, ∴3f ⎝⎛⎭⎫-π4>2f ⎝⎛⎭⎫-π3,故C 错误;∵π3>π4,∴F ⎝⎛⎭⎫π3>F ⎝⎛⎭⎫π4,∴f ⎝⎛⎭⎫π3sin π3>f ⎝⎛⎭⎫π4sin π4,∴2f ⎝⎛⎭⎫π3>3f ⎝⎛⎭⎫π4,故D 错误.考点二 同构法构造函数例4 已知a >0,若在(1,+∞)上存在x 使得不等式e x -x ≤x a -a ln x 成立,则a 的最小值为________. 答案 e解析 ∵x a =ln ln e e a x a x =,∴不等式即为e x -x ≤e a ln x -a ln x .由a >0且x >1得a ln x >0,设y =e x -x ,则y ′=e x -1>0,故y =e x -x 在(1,+∞)上单调递增,∴x ≤a ln x ,即a ≥x ln x, 即存在x ∈(1,+∞),使a ≥x ln x, ∴a ≥⎝⎛⎭⎫x ln x min ,设f (x )=x ln x(x >1), 则f ′(x )=ln x -1ln 2x, 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.规律方法 指对同构,经常使用的变换形式有两种,一种是将x 变成ln e x ,然后构造函数;另一种是将x 变成e ln x ,然后构造函数.跟踪演练4 已知a >0,b >0,且(a +1)b +1=(b +3)a ,则( ) A .a >b +1 B .a <b +1C .a <b -1D .a >b -1答案 B解析 因为(a +1)b +1=(b +3)a ,a >0,b >0, 所以ln (a +1)a =ln (b +3)b +1>ln (b +2)b +1. 设f (x )=ln (x +1)x(x >0), 则f ′(x )=x x +1-ln (x +1)x 2. 设g (x )=x x +1-ln(x +1)(x >0), 则g ′(x )=1(x +1)2-1x +1=-x (x +1)2<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a <b +1.专题强化练1.(2022·咸阳模拟)已知a =1e 2,b =ln 24,c =ln 39,则( ) A .a <b <c B .c <a <bC .b <a <cD .c <b <a答案 B解析 设f (x )=ln x x 2,则a =f (e),b =f (2), c =f (3),又f ′(x )=1-2ln x x 3, 当x ∈(e ,+∞)时,f ′(x )<0,故f (x )=ln x x 2在(e ,+∞)上单调递减,注意到e<4=2<e<3,则有f(3)<f(e)<f(2),即c<a<b.2.(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)答案 B解析令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a e a<b ln b,则()A.ab>e B.b>e a C.ab<e D.b<e a答案 B解析由已知a e a<b ln b,则e a ln e a<b ln b.设f(x)=x ln x,则f(e a)<f(b).∵a>0,∴e a>1,∵b>0,b ln b>a e a>0,∴b>1.当x>1时,f′(x)=ln x+1>0,则f (x )在(1,+∞)上单调递增,所以e a <b .4.(2022·常州模拟)已知函数y =f (x )为奇函数,且当x >0时,f ′(x )sin x +f (x )cos x >0,则下列说法正确的是( )A .f ⎝⎛⎭⎫5π6<-f ⎝⎛⎭⎫7π6<-f ⎝⎛⎭⎫-π6B .-f ⎝⎛⎭⎫7π6<f ⎝⎛⎭⎫5π6<-f ⎝⎛⎭⎫-π6C .-f ⎝⎛⎭⎫-π6<-f ⎝⎛⎭⎫7π6<f ⎝⎛⎭⎫5π6D .-f ⎝⎛⎭⎫-π6<f ⎝⎛⎭⎫5π6<-f ⎝⎛⎭⎫7π6答案 D解析 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 )cos x >0,即g ′(x )>0,则g (x )在(0,+∞)上单调递增,则有g ⎝⎛⎭⎫-π6=g ⎝⎛⎭⎫π6<g ⎝⎛⎭⎫5π6<g ⎝⎛⎭⎫7π6,即-12 f ⎝⎛⎭⎫-π6<12 f ⎝⎛⎭⎫5π6<-12 f ⎝⎛⎭⎫7π6,即-f ⎝⎛⎭⎫-π6<f ⎝⎛⎭⎫5π6<-f ⎝⎛⎭⎫7π6.5.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e x f (x )>e x +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<x <1}答案 A解析 构造函数g (x )=e x f (x )-e x ,因为g ′(x )=e x f (x )+e x f ′(x )-e x=e x [f (x )+f ′(x )]-e x >e x -e x =0,所以g (x )=e x f (x )-e x 在R 上单调递增.又因为g (0)=e 0f (0)-e 0=1,所以原不等式转化为e x f (x )-e x >1,即g (x )>g (0),解得x >0.所以原不等式的解集为{x |x >0}.6.(多选)(2022·渭南模拟)设实数λ>0,对任意的x >1,不等式λe λx ≥ln x 恒成立,则λ的取值可能是( )A .e B.12e C.1e D.2e答案 ACD解析 由题设,e λx ·λx ≥x ln x =e ln x ·ln x ,令f (t )=t ·e t (t >0),则f ′(t )=(t +1)·e t >0,所以f (t )单调递增,又f (λx )≥f (ln x ),即当x ∈(1,+∞)时,λx ≥ln x ,即λ≥ln x x 恒成立,令g (x )=ln x x,x ∈(1,+∞), 则g ′(x )=1-ln x x 2, 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,则g (x )≤g (e)=1e ,故λ≥1e. 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 (x 2-1)的解集是________.答案 (2,+∞)解析 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<x+1<x2-1,解得x>2.所以不等式f(x+1)>(x-1)f(x2-1)的解集是(2,+∞).8.(2022·龙岩质检)已知m>0,n∈R,若log2m+2m=6,2n+1+n=6,则m2n=________. 答案 1解析由题意得log2m+2m=2n+1+n,log2m+2m=2×2n+n,令g(x)=log2x+2x(x>0),则g′(x)=1x ln 2+2>0,所以g(x)在(0,+∞)上单调递增,因为g(m)=g(2n),所以m=2n,所以m2n=1.。

导数专题课—构造函数

导数专题课—构造函数

即求F(x) F(0)的解集. 由f '(x) 1 f (x)得
F'(x) ex ( f '(x) f (x) 1) 0
F ( x)为增函数.
例2:(1)已知f (x)为定义在R上的可导函数,且满足 f '(x) 1 f (x), f (0) 6,则不等式ex f (x) ex 5的
观察两个不等式与哪个函数有关?
构造函数g(x)=f(x)-(2x+4)
│课堂互动│
导数中的构造函数问题
引例:函数f(x)的定义域为R,f(-1)=2,对任意x∈R,f′(x)>2, 则f(x)>2x+4的解集为( )
A.(-1,1) B.(-1,+∞) C.(-∞,-1) D.(-∞,+∞)
【详解】:设g(x)=f(x)-(2x+4),则g′(x)=f′(x)-2>0, ∴g(x)在R上是增函数.
f (x) ; ex
(2)题中出现"2 f (x) f '(x) 0(或 0)"的结构,
常构造F (x) e2x f (x)或F (x)
f (x); e2x
F '(x) (e2x f (x))' 2e2x f (x) e2x f '(x)
e2x (2 f (x) xf '(x))
(3)题中出现"kf (x) f '(x) 0(或 0)"的结构,
,C
错;
【对应训练 2】已知偶函数 y=f(x)对于任意的 x∈
满足
f′(x)cos x+f(x)sin x>0,则下列不等式中成立的有____.
(1) f
<f
(2) f
>f

导数构造函数

导数构造函数

导数构造函数导数构造函数常用的导数构造函数模型如下: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)=exf(x)。

4) 条件:f′(x)-f(x)>0.构造函数:h(x)=fx/ex。

5) 条件:xf′(x)+f(x)>0.构造函数:h(x)=xf(x)/fx。

6) 条件:xf′(x)-f(x)>0.构造函数:h(x)=x/fx。

例1:已知f(x)的导函数为f′(x)=ex(2x+3)+f(x),且f(x)/x<5e。

求不等式的解集。

解:由f′(x)-f(x)=2x+3ex>0,可得G(x)=f(x)/ex单调递增。

设G(x)=x+3/(x+c),则G(0)=f(0)=1,解得c=1.所以f(x)=x2+3x+1.代入不等式得e<5,解得-4<x<1.所以不等式的解集为(-4,1)。

例2:已知函数f(x)满足f(x)=f(-x),且当x∈(-∞,0]时,f(x)+xf′(x)<1/(8log2)(2f(2ln2)),若f(log2)=1/(8log2)(2f(2)),则a,b,c的大小关系是()。

解:令h(x)=xf(x),则h(x)为奇函数。

当x∈(-∞,0]时,h′(x)=f(x)+xf′(x)<0,所以h(x)在(-∞,0]上为减函数,又由函数h(x)为奇函数,则h(x)在(-∞,+∞)上为减函数。

所以a=(2/0.6)·f(2/0.6)=h(2/0.6),b=ln2·f(ln2)=h(ln2),c=(1/log2(8))·f(log2(8))=h(8)=h(-3)·f(-3)·log2(111)<h(log2(2))·f(log2(2))·log2(28),所以c<a<b。

专题6.1 导数中的构造函数-2121届高考数学压轴题讲义(选填题)(原卷版)

专题6.1 导数中的构造函数-2121届高考数学压轴题讲义(选填题)(原卷版)

恒成立,则实数 a 的取值范围是______.
13.【山东省济南市山东师范大学附属中学 2019 届高三四模】定义在 R 上的奇函数 的导函数满足
,且
,若
,则不等式
的解集为______.
14.【广东省佛山市第一中学 2019 届高三上学期期中】已知定义在 R 上的奇函数 满足 f(1)=0,当 x
>0 时,
恒成立,
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C.
D.
恒成立,则正
11.【2019 届高三第二次全国大联考】已知定义在 上的可导函数
的导函数为
时, A.0
,则函数 B.1
的零点个数为 C.2
D.0 或 2
,若当
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二、填空题
12.【江苏省海安高级中学 2019 届高三上学期第二次月考】若关于 x 的不等式
对任意
的实数
及任意的实数
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A.
B.
C.当 时, 取得极大值
D.当 时,
2.利用 f x 与 ex 构造
f x 与 ex 构造,一方面是对 u v , u 函数形式的考察,另外一方面是对 ex ex 的考察.所以对于 v
f
x
f x 类型,我们可以等同 xf
x ,
f
x
的类型处理,
“ ”法优先考虑构造 F x
1.【山西省 2019 届高三百日冲刺】已知函数
则 的取值范围为( )
A.
B.
C.
,若对任意的 D.

恒成立,
2.【海南省海口市 2019 届高三高考调研】已知函数 的导函数 满足

恒成立,则下列判断一定正确的是( )

导数有关的构造函数

导数有关的构造函数

导数有关的构造函数、几种导数的常见构造1、对于f (x) g (X),构造h(x) = f(X)- g(x);若遇到f(x) .a(a = O),则可构造h(x) = f(x)-ax2、对于f (x) g (x) 0 ,构造h(x) = f(X)g(x)' X3、对于f (X) f(x) 0 ,构造h(x) =e f (x)4、对于f (X) - f (X) 0 ,构造h(x) =e5、对于Xf (x) f (x) 0 ,构造h(x) = Xf (x)' f ( X )6、对于Xf (X) - f (X) 0 ,构造h(x)=Xn7、对于Xf (X) ∙ nf(x) _0,构造h(x) =x f(x)(注意对X的符号进行讨论)&对于Xf'(X) - nf(x) _0 ,构造h(x)二丄単(注意对X的符号进行讨论)X' f ( x)9、对于xln Xf (X) - f (X) 一0 ,构造h(x)=ln X10、对于f (X)0,构造h(x) = ln | f (x) |f(x)二、典型例题1例题1、定义在R上的函数X f (X)满足f(1) =1 ,且对于任意x∙ R都有f (X):::-,则2 2x2+1不等式f(x ) 的解集是( )A. (1,2)B. (0,1)C. (1,二)D. (-1,1)1 X 1练习1、已知函数X f(x)(x∙ R)满足f (1) =1,且满足f'(x):::,则f(x):::的解2 2 2集是( )A. {x | T :::X ::1}B. {X| X “ T}C. {XIX T或X 1}D. {x| x 1}例题2、已知函数y = f (x)为R上的可导函数,满足 f (x) ∙f'(x),则有( )A. e2015f(-2015) :: f(0), f(2015 e2015f(0)B. e 2015f (-2015) :: f(0), f (2015 :: e 2015f(0)C. e 2015f (-2015) f(0), f (2015) e 2015f(0)D. e 2015f (-2015)f(0), f(2015 < e 2015f(0)1 1且当 X (- :: ,0)时,f (χ) Xf (χ) ::: 0成立。

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【解析】构造 F (x ) = xf (x ) ,则 F ' (x ) = f (x ) + xf ' (x ) ,当 x < 0 时,f (x ) + xf ' (x ) < 0 , 可以推出 x < 0 , F ' (x ) < 0 , F (x ) 在(-∞,0) 上单调递减.∵ 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 f (-4) = 0 可得F (-4) = 0 ,根据函数的单调性、奇偶性可得函数图像,根据图像可知 xf (x ) > 0 的解 集为(-∞,-4) ⋃ (0,4) .❀❀❀思路点拨: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.导数小题中构造函数的技巧函数与方程思想、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,下面我就导数小题中构造函数的技巧和大家进行分享和交流。

(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 ) ;这类形式是对u ⋅ v , u型函x v数导数计算的推广及应用,我们对u ⋅ v , u的导函数观察可得知, u ⋅ v 型导函数中v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 u,我们根据得出的“优先”原则,看一看v例 1,例 2.【例 1】 f (x ) 是定义在 R 上的偶函数,当 x < 0 时, f (x ) + xf '(x ) < 0 ,且f (-4) = 0 ,则不等式 xf (x ) > 0 的解集为【例 2 】设 f (x ) 是定义在 R 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xn 出现 xf ' (x ) - nf (x ) 形式,构造函数 F (x ) =f (x ). 结论:出现nf (x ) + xf ' (x ) 形式,构造函数 F (x ) = x n f (x ) ; ; xf ' (x ) - nf (x ) x n +1 f ' (x ) ⋅ x n - nx n -1 f (x ) = x 2n ',F (x ) = f (x ) x n F (x ) = F (x ) = x n f (x ) , F ' (x ) = nx n -1 f (x ) + x n f (x ) = x n -1[nf (x ) + f ' (x )] ; x n然 后 利 用F (x ) = f (x ) ❀❀❀思路点拨:满足“ xf ' (x ) - nf (x ) ”形式,优先构造 函数的单调性、奇偶性和数形结合求解即可.xf (x ), f (x )是比较简单常见的 f (x ) 与 x 之间的函数关系式,如果碰见复杂的,x不易想的我们该如何处理,由此我们可以思考形如此类函数的一般形式.我们根据得出的结论去解决例 3 题【例 3】已知偶函数 f (x )(x ≠ 0) 的导函数为 f ' (x ) ,且满足 f (-1) = 0 ,当 x > 0 时, 2 f (x ) > xf ' (x ) ,则使得 f (x ) > 0 成立的 x 的取值范围是xf ' (x ) - f (x ) > 0 ,可以推出 x < 0 , F ' (x ) > 0 , 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f (1) = 0 可得 F (1) = 0 ,根据函数的单调性、奇偶性可得函数图像,根据图像可知 f (x ) > 0 的解集为(-∞,-1) ⋃(1,+∞) .f '(x ) ⋅ x - f (x ) , 当 x < 0 时 , x 2', 则 F (x ) = f (x ) x 【 解 析 】 构 造 F (x ) = 然后利用函数的单调F (x ) = f (x ) x❀❀❀思路点拨:出现“ ”形式,优先构造 性、奇偶性和数形结合求解即可.【 解 析 】 构 造 F (x ) = xf (2x ) , 则 F ' (x ) = 2xf ' (x ) + f (2x ) , 当 x < 0 时 , F ' (x ) = 2xf ' (x ) + f (2x ) < 0 ,可以推出 x < 0 , F ' (x ) < 0 , 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 f (-2) = 0 可得 F (-1) = 0 ,根据函数的单调性、奇偶性可得函数图像,根据图像可知 xf (2x ) < 0 的解集为(-1,0) ⋃ (0,1) .❀❀❀思路点拨:满足“ xf ' (x ) + nf (x ) ”形式,优先构造 F (x ) = xf (2x ) ,然后利用函数的单调性、奇偶性和数形结合求解即可.注意 f (-2) = 0 和 F (x ) 的转化.【变式提升】设函数 f (x ) 满足 x 3f '(x ) + 3x 2f (x ) = 1+ ln x ,且 f (则 x > 0 时, f (x ) ( ) A 、有极大值,无极小值 B 、有极小值,无极大值 C 、既有极大值又有极小值D 、既无极大值也无极小值e ) = 1, 2e且 f (-2) = 0 ,则不等式 xf (2x ) < 0 的解集为.【例 4】设 f (x ) 是定义在 R 上的奇函数,在(-∞,0) 上有2xf ' (2x ) + f (2x ) < 0 , 然后利用积分、函数的性质求解即可. x n ❀❀❀思路点拨:满足“ xf ' (x ) + nf (x ) ”形式,为n = 3 时情况,优先构造 F (x ) = f (x ) ,xf ' (x ) - 2 f (x ) < 0 ,可以推出 x > 0 ,F ' (x ) < 0 ,F (x ) 在(0,+∞) 上单调递减.∵ f (x ) 为偶函数, x 2 为偶函数,所以 F (x ) 为偶函数,∴ 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、奇偶性可得函数图像,根据图像可知 f (x ) > 0 的解集为(-1,0)⋃(0,1) .f '(x ) ⋅ x - 2 f (x ) , 当 x > 0 时 , x 3', 则 F (x ) =f (x ) x 2 【 解 析 】 构 造 F (x ) =函数 f ' (x ) 满足 f ' (x ) < f (x ) ,则 F ' (x ) < 0 , F (x ) 在 R 上单调递减,根据单调性可知 选 D.,导 f ' (x ) - f (x ) e xe xf ' (x ) - e x f (x ) = e 2 x '形式,则 F (x ) = f (x ) e x 【解析】构造 F (x ) = (2) 利用 f (x ) 与e x构造;f (x ) 与 e x构造, 一方面是对 u ⋅ v , u v函数形式的考察, 另外一方面是对 (e x ) = e x 的考察.所以对于 f (x ) ± f ' (x ) 类型,我们可以等同xf (x ), f (x ) 的类型处 x理,“ + ”法优先考虑构造 F (x ) = f (x ) ⋅ e x ,“ ”法优先考虑构造 F (x ) = f (x )ex .【例 5】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 x ∈ R 恒成立,则( ) A 、 f (2) > e 2 f (0), f (2014) > e 2014 f (0)B 、 f (2) < e 2 f (0), f (2014) > e 2014 f (0)C 、 f (2) > e 2 f (0), f (2014) < e 2014 f (0)D 、 f (2) < e 2 f (0), f (2014) < e 2014 f (0)❀❀❀思路点拨:满足“ f '(x ) - f (x ) < 0 ”形式,优先构造 F (x ) = 函数的单调性和数形结合求解即可.注意选项的转化.f (x ) ,然后利用ex同样e x f (x ), f (x )是比较简单常见的 f (x ) 与e x 之间的函数关系式,如果碰e x见复杂的,我们是否也能找出此类函数的一般形式呢?我们根据得出的结论去解决例 6 题.enx 2、出现 f ' (x ) - nf (x ) 形式,构造函数 F (x ) =f (x ). 结论:1、出现 f ' (x ) + nf (x ) 形式,构造函数 F (x ) = e nx f (x ) ;; f ' (x )e nx - ne nx f (x ) = [ f ' (x ) - nf (x )] e 2nxe nx , 'F (x ) = f (x ) e nx F (x ) = F (x ) = e nx f (x ) , F ' (x ) = n ⋅ e nx f (x ) + e nx f ' (x ) = e nx [ f ' (x ) + nf (x )] ;e2 x f (0) = 1,则 F (0) = 1 , f (x ) > e 2 x ⇔f (x )> 1 ⇔ F (x ) > F (0) ,根据单调性得 x > 0 . 导函数 f ' (x ) 满足 f ' (x ) - 2 f (x ) > 0 , 则 F ' (x ) > 0 , F (x ) 在 R 上单调递增. 又∵ , f ' (x ) - 2 f (x ) e 2 xe 2 xf ' (x ) - 2e 2 x f (x ) = e 4 x '形式,则 F (x ) =f (x ) e 2 x 【解析】构造 F (x ) =【例 7】已知函数 f ( x ) 在 R 上可导,其导函数为 f '( x ) ,若 f ( x ) 满足: e 2 xe2 x❀❀❀思路点拨:利用通式构造函数时考虑- 4 如何转化.构造函数 F (x ) = f (x ) - 2函数 f ' (x ) 满足(x -1)[ f ' (x ) - f (x )] > 0 ,则 x ≥ 1时 F ' (x ) ≥ 0 , F (x ) 在[1,+∞) 上单调递增 . 当 x < 1 时 F ' (x ) < 0 , F (x ) 在 (-∞,1] 上 单 调 递 减 . 又 由 f (2 - x ) = f (x )e 2-2 x ⇔ F (2 - x ) = F (x ) ⇒ F (x ) 关于 x = 1 对称,根据单调性和图像, 可知选 C.,导 f ' (x ) - f (x ) e xe xf ' (x ) - e x f (x ) = e 2 x '形式,则 F (x ) =f (x ) e x 【解析】构造 F (x ) = 【例 6】若定义在 R 上的函数 f (x ) 满足 f ' (x ) - 2 f (x ) > 0, f (0) = 1 ,则不等式 f (x ) > e 2 x 的解集为❀❀❀思路点拨:满足“ f '(x ) - 2 f (x ) < 0 ”形式,优先构造 F (x ) = 函数的单调性和数形结合求解即可.注意选项的转化.f (x ) ,然后利用e2 x【变式提升】若定义在 R 上的函数 f (x ) 满足 f ' (x ) - 2 f (x ) - 4 > 0, f (0) = -1,则不等式 f (x ) > e 2 x - 2 的解集为(x -1)[ f '( x ) - f (x )] > 0 , f (2 - x ) = f (x )e 2-2 x ,则下列判断一定正确的是()(A ) f (1) < f (0)(B ) f (2) > e 2 f (0)(C ) f (3) > e 3 f (0) (D ) f (4) < e 4 f (0)❀❀❀思路点拨:满足“ f '(x ) - f (x ) ”形式,优先构造 F (x ) = 的单调性和数形结合求解即可.注意选项的转化.f (x ) ,然后利用函数ex. f ' (x ) cos x + f (x ) s in x cos 2 x ' , F (x ) = f (x ) cos x F (x ) = F (x ) = f (x ) cos x , F ' (x ) = f ' (x ) cos x - f (x ) s in x ; ; f ' (x ) sin x - f (x ) cos x sin 2 x ', F (x ) = f (x ) sin x F (x ) = F (x ) = f (x ) s in x , F ' (x ) = f ' (x ) sin x + f (x ) cos x ; , )(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.根据得出的关系式,我们来看一下例 8【 例 8 】 已 知 函 数 y = f (x )对 于 任 意 的 x ∈(- π π满 足 2 2f '( x ) c os x + f (x )sin x > 0 (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 、 π πππf ( ) < f ( ) 3 4B 、f (- ) < f (- )3 4 C 、 f (0) < π2 f ( )4D 、 f (0) < π2 f ( )3【变式提升】定义在(0,π) 上的函数,函数 f 2' (x ) 是它的导函数,且恒有化后可知选 B. 2 2π π '( )( ) 满足 f ' x cos x + f x sin x > 0 ,则 F (x ) > 0 ,F (x ) 在(- , ) 上单调递增.把选项转 ',导函数 f (x ) f ' (x ) cos x + f (x ) s in x cos 2x ' 形式,则 F (x ) = f (x ) cos x【解析】构造 F (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.cos x❀❀❀思路点拨:满足“ f '( x ) c os x + f (x )sin x > 0 ”形式,优先构造 F (x ) = f (x )2 23 2 3f (x ) < f ' (x ) tan x 成立,则( )π π πA 、 f ( ) > 4f ( ) 3 B 、 f (1) < 2 f ( ) sin16 π π π πC 、 f ( ) > 6 f ( ) 4D 、 f ( ) < 6f ( )3(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 9】α,β∈[- π π,且αsin α- βsin β> 0 ,则下列结论正确的是( ), ] 2 2A 、α> βB 、α2 > β2C 、α< βD 、α+ β> 0【变式提升】定义在 R 上的函数 f (x ) 满足 f (1) = 1 且对∀x ∈ R , f ' (x ) < 则不等式 f (log 2, 2 x ) > log 2 x +1 的解集为 . 2则 f ' (0) = ( )A 、26B 、29C 、212D 、215【例10】等比数列{a n }中,a 1 = 2 ,a 8 = 4 ,函数 f (x ) = x (x - a 1 )(x - a 2 )...(x - a 8 ) , ,利用单调性求解集,然后解对数不等式即可.22 t +1 2 f (t ) > ❀❀❀思路点拨:构造函数 F (x ) = f (x ) - 1 x 2 ,令t = log x ,然后原不等式等价于 2 f ' (x ) ≥ 0 , f (x ) 单调递增;x ∈[- π,0) 时导函数 f ' (x ) < 0 , f (x ) 单调递减.有∵ f (x )2为偶函数,根据单调性和图像可知选 B. π' 【解析】构造 f (x ) = x sin x 形式,则 f (x ) = sin x + x cos x , x ∈[0, ] 时导函数❀❀❀思路点拨:构造函数 f (x ) = x sin x ,然后利用函数的单调性和数形结合求解即可.❀❀❀思路点拨:满足“ f ' (x ) sin x - f (x ) cos x ”形式,优先构造 F (x ) = f (x ),然后sin x利用函数的单调性和数形结合求解即可.注意选项的转化.2⎪ = 8⎭1+1 ⎛ | 0 - 2 - 2 ⎫2为(0,-2) ,所以(a - c )2+ (b - d )2的最小值为 ⎝ d -11- c = 1 ⇒ d = 2 - c ⇒ g (x ) = 2 - x ;由 f ' (x ) = 1- 2e x = -1,得 x = 0 ,所以切点坐标x a 1 ⇒ b = a - 2e 进 而 ⇒ f (x ) = x - 2e ; 又 由b a - 2e a =【 解 析 】 由 ❀❀❀思路点拨:把(a - c )2 + (b - d )2 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.❀❀❀思路点拨:构造函数 f (x ) = 2x 2 - 5 ln x , g (x ) = -x ,然后利用两点之间的距离公式和数形结合思想求解即可.) )【例 11】已知实数a , b , c 满足a - 2e a b= 1- cd -1 = 1 ,其中e 是自然对数的底数,那么(a - c )2 + (b - d )2 的最小值为( )A 、8B 、10C 、12D 、18【变式提升】已知实数a , b 满足2a 2 - 5 l n a - b = 0 ,c ∈ R ,则的最小值为【课后作业】设函数 f (x ) 在 R 上的导函数 f ' (x ) , 在(0,+∞) 上f ' (x ) < sin 2x ,且∀x ∈ R ,有 f (-x ) + f (x ) = 2 sin 2 x ,则以下大小关系一定正确的是( )f (5π 4π πA 、 ) < f ( ) 6 3B 、 f ( ) < 4f (π)C 、 f (- 5π< 6f (- 4π 3 D 、 f (- π> 4f (-π)8 1 2 f ' (x ) = g (x ) + xg ' (x ) ,∴ f ' (0) = g (0) = a ⋅ a ⋅...⋅ a = (2 ⨯ 4)4 = 212,故选 C.【 解 析 】 令 g (x ) = (x - a 1 )(x - a 2 )...(x - a 8 ) 形 式 , 则 f (x ) = xg (x ) ,❀❀❀思路点拨: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.(a - c )2 + (b + c )2 )构造函数,作为一种做题技巧的体现,考察了学生的思考能力和动手能力,是一种非常实用的做题技巧,希望我的总结分享能够给大家带来帮助。

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