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文檔簡介
微重點01導(dǎo)數(shù)中函數(shù)的構(gòu)造問題(2大考點+強化訓(xùn)練)【知識導(dǎo)圖】【考點分析】考點一:導(dǎo)數(shù)型構(gòu)造函數(shù)考向1利用f(x)與x構(gòu)造規(guī)律方法(1)出現(xiàn)nf(x)+xf′(x)的形式,構(gòu)造函數(shù)F(x)=xnf(x);(2)出現(xiàn)xf′(x)-nf(x)的形式,構(gòu)造函數(shù)F(x)=eq\f(fx,xn).【例題1】已知是定義在上的增函數(shù),其導(dǎo)函數(shù)滿足,則下列結(jié)論正確的是()A.對于任意, B.當(dāng)且僅當(dāng),C.對于任意, D.當(dāng)且僅當(dāng),【變式1】(2023·常州模擬)已知f(x)是定義在(-∞,0)∪(0,+∞)上的奇函數(shù),f′(x)是f(x)的導(dǎo)函數(shù),當(dāng)x>0時,xf′(x)+2f(x)>0,若f(2)=0,則不等式x2f(x)>0的解集是________________.【變式2】已知函數(shù)f(x)的定義域為[0,+∞),導(dǎo)函數(shù)為f′(x),若f′(x)<eq\f(fx,x+1)恒成立,則()A.f(2)>f(3) B.2f(1)>f(3)C.f(5)>2f(2) D.3f(5)>f(1)考向2利用f(x)與ex構(gòu)造規(guī)律方法(1)出現(xiàn)f′(x)+nf(x)的形式,構(gòu)造函數(shù)F(x)=enxf(x);(2)出現(xiàn)f′(x)-nf(x)的形式,構(gòu)造函數(shù)F(x)=eq\f(fx,enx).【例題2】已知定義在上的函數(shù)和分別滿足,,則下列不等式恒成立的是()A. B.C. D.【變式1】函數(shù)f(x)的定義域是R,f(0)=2,對任意x∈R,f(x)+f′(x)>1,則不等式ex·f(x)>ex+1的解集為()A.{x|x>0}B.{x|x<0}C.{x|x<-1或x>1}D.{x|x<-1或0<x<1}【變式2】(2023·黃山模擬)已知定義域為R的函數(shù)f(x),其導(dǎo)函數(shù)為f′(x),且滿足f′(x)-2f(x)<0,f(0)=1,則()A.e2f(-1)<1 B.f(1)>e2C.f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))<e D.f(1)>ef
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))考向3利用f(x)與sinx,cosx構(gòu)造規(guī)律方法函數(shù)f(x)與sinx,cosx相結(jié)合構(gòu)造可導(dǎo)函數(shù)的幾種常見形式(1)F(x)=f(x)sinx,F(xiàn)′(x)=f′(x)sinx+f(x)cosx;(2)F(x)=eq\f(fx,sinx),F(xiàn)′(x)=eq\f(f′xsinx-fxcosx,sin2x);(3)F(x)=f(x)cosx,F(xiàn)′(x)=f′(x)cosx-f(x)sinx;(4)F(x)=eq\f(fx,cosx),F(xiàn)′(x)=eq\f(f′xcosx+fxsinx,cos2x).【例題3】(2023·重慶模擬)已知偶函數(shù)f(x)的定義域為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),\f(π,2))),其導(dǎo)函數(shù)為f′(x),當(dāng)0≤x<eq\f(π,2)時,有f′(x)cosx+f(x)sinx>0成立,則關(guān)于x的不等式f(x)>2f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)))cosx的解集為()A.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,3),\f(π,3)))B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3),\f(π,2)))C.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),-\f(π,3)))∪eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3),\f(π,2)))D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,3),0))∪eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3),\f(π,2)))【變式】(2023·成都統(tǒng)考)記函數(shù)f(x)的導(dǎo)函數(shù)為f′(x),若f(x)為奇函數(shù),且當(dāng)x∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),0))時恒有f(x)cosx+f′(x)sinx>0成立,則()A.f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,6)))>eq\r(2)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,4)))B.f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)))>-eq\r(3)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,3)))C.eq\r(3)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)))>eq\r(2)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)))D.eq\r(2)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,4)))>-eq\r(3)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)))考點二:構(gòu)造函數(shù)比較大小規(guī)律方法構(gòu)造函數(shù)比較大小的常見類型(1)構(gòu)造相同的函數(shù),利用單調(diào)性,比較函數(shù)值的大??;(2)構(gòu)造不同的函數(shù),通過比較兩個函數(shù)的函數(shù)值進行比較大?。纠}4】(2023上·廣東·高三校聯(lián)考階段練習(xí))已知,.若存在,,使得成立,則下列結(jié)論中正確的是(
)A.當(dāng)時, B.當(dāng)時,C.不存在,使得成立 D.恒成立,則【變式1】(2023下·遼寧·高二鳳城市第一中學(xué)校聯(lián)考期中)下列不等式恒成立的是(
)A. B.C. D.【變式2】(2023·榆林統(tǒng)考)已知a=ln
eq\f(9,4\r(e)),b=ln
eq\f(16,9\r(3,e)),c=2ln
eq\f(5,4)-eq\f(1,4),則()A.a(chǎn)<c<b B.b<a<cC.a(chǎn)<b<c D.c<b<a【變式3】(2023·咸陽模擬)已知a=eq\f(1,2023),b=,c=eq\f(cos
\f(1,2023),2023),則()A.a(chǎn)>b>c B.b>a>cC.b>c>a D.a(chǎn)>c>b【變式4】(2023·山西聯(lián)考)設(shè)a=eq\f(1,2e),b=eq\f(lnπ,2π),c=eq\f(ln\r(3),3),則()A.b>c>a B.b>a>cC.a(chǎn)>b>c D.a(chǎn)>c>b【強化訓(xùn)練】一、單選題1.定義在R上的函數(shù)和滿足,且,則下列不等式成立的是(
)A. B.C. D.2.(2022上·廣東佛山·高三統(tǒng)考期末)設(shè)函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)是,且恒成立,則(
)A. B. C. D.3.已知定義在上的函數(shù)和分別滿,且則下列不等式成立的是A. B.C. D.4.設(shè)函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)為,對任意都有成立,則A. B.C. D.5.定義在上的函數(shù)的圖象是連續(xù)不斷的曲線,且,當(dāng)時,恒成立,則下列判斷一定正確的是(
)A. B.C. D.6.已知定義在上的函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)為,且對任意都有,,則不等式的解集為A. B. C. D.7.(2023上·上海徐匯·高三上海市第二中學(xué)??计谥校┮阎x在R上的函數(shù),其導(dǎo)函數(shù)滿足:對任意都有,則下列各式恒成立的是(
)A., B.,C., D.,8.(2023·漢中模擬)已知函數(shù)f(x)是定義在R上的函數(shù),且滿足f′(x)+f(x)>0,其中f′(x)為f(x)的導(dǎo)數(shù),設(shè)a=f(0),b=3f(ln3),c=ef(1),則a,b,c的大小關(guān)系是()A.c>b>a B.a(chǎn)>b>cC.c>a>b D.b>c>a9.(2023·廣州模擬)已知函數(shù)f(x)的定義域為(0,+∞),其導(dǎo)函數(shù)為f′(x),若xf′(x)-1<0,f(e)=2,則關(guān)于x的不等式f(ex)<x+1的解集為()A.(0,1) B.(0,e)C.(1,+∞) D.(e,+∞)10.(2023·南充模擬)設(shè)定義在R上的函數(shù)y=f(x)滿足任意x∈R,都有f(x+4)=f(x),且當(dāng)x∈(0,4]時,xf′(x)>f(x),則f(2021),eq\f(f2022,2),eq\f(f2023,3)的大小關(guān)系是()A.f(2021)<eq\f(f2022,2)<eq\f(f2023,3)B.eq\f(f2022,2)<f(2021)<eq\f(f2023,3)C.eq\f(f2023,3)<eq\f(f2022,2)<f(2021)D.eq\f(f2023,3)<f(2021)<eq\f(f2022,2)11.(2023·新余模擬)已知a=ln1.1,b=eq\f(1,11),c=eq\r(0.1),則()A.a(chǎn)>b>c B.a(chǎn)>c>bC.c>b>a D.c>a>b二、多選題12.(2023·浙江·二模)已知時,,則(
)A.當(dāng)時, B.當(dāng)時,C.當(dāng)時, D.當(dāng)時,13.(2023·云南·統(tǒng)考模擬預(yù)測)函數(shù),則下列說法正確的是(
)A. B.C.若,x?y均為正數(shù),則 D.若有兩個不相等的實根,則14.(2024上·云南昆明·高三云南師大附中??茧A段練習(xí))已知函數(shù)的定義域是,是的導(dǎo)函數(shù),若對任意的,都有,則下列結(jié)論正確的是(
)A. B.C. D.當(dāng)時,15.已知偶函數(shù)對于任意的滿足(其中是函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)),則下列不等式中不成立的是(
)A. B.C. D.16.(2022上·安徽·高三校聯(lián)考階段練習(xí))已知函數(shù),是其導(dǎo)函數(shù),,恒成立,則(
)A. B.C. D.三、填空題17.(2023·吉林省實驗??寄M)已知a=sin0.9,b=0.9,c=cos0.9,則a,b,c的大小關(guān)系是________.微重點01導(dǎo)數(shù)中函數(shù)的構(gòu)造問題(2大考點+強化訓(xùn)練)【知識導(dǎo)圖】【考點分析】考點一:導(dǎo)數(shù)型構(gòu)造函數(shù)考向1利用f(x)與x構(gòu)造規(guī)律方法(1)出現(xiàn)nf(x)+xf′(x)的形式,構(gòu)造函數(shù)F(x)=xnf(x);(2)出現(xiàn)xf′(x)-nf(x)的形式,構(gòu)造函數(shù)F(x)=eq\f(fx,xn).【例題1】已知是定義在上的增函數(shù),其導(dǎo)函數(shù)滿足,則下列結(jié)論正確的是()A.對于任意, B.當(dāng)且僅當(dāng),C.對于任意, D.當(dāng)且僅當(dāng),【答案】C【分析】由題意得及可得,構(gòu)造函數(shù),可得是定義在上的增函數(shù),又,可證得和和時都有,進而得到結(jié)論.【詳解】因為是定義在上的增函數(shù),所以在上恒成立,又,所以.令,則,所以是定義在上的增函數(shù),又因為,所以當(dāng)時,,則;當(dāng)時,,則;當(dāng)時,由于在上為增函數(shù),則.所以對于任意,.故選C.【點睛】本題考查函數(shù)單調(diào)性的應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是根據(jù)題意構(gòu)造出函數(shù),然后根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性進行分析、判斷,屬于中檔題.【變式1】(2023·常州模擬)已知f(x)是定義在(-∞,0)∪(0,+∞)上的奇函數(shù),f′(x)是f(x)的導(dǎo)函數(shù),當(dāng)x>0時,xf′(x)+2f(x)>0,若f(2)=0,則不等式x2f(x)>0的解集是________________.【答案】(-2,0)∪(2,+∞)【解析】構(gòu)造函數(shù)g(x)=x2f(x),其中f(x)為奇函數(shù)且x≠0,則g(-x)=(-x)2f(-x)=-x2f(x)=-g(x),所以函數(shù)g(x)為奇函數(shù),且g(2)=0,g(-2)=-g(2)=0,當(dāng)x>0時,g′(x)=x2f′(x)+2xf(x)=x[xf′(x)+2f(x)]>0,所以函數(shù)g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,因為函數(shù)g(x)為奇函數(shù),故函數(shù)g(x)在(-∞,0)上單調(diào)遞增,故x2f(x)>0?g(x)>0,當(dāng)x<0時,g(x)>0=g(-2),可得-2<x<0;當(dāng)x>0時,g(x)>0=g(2),可得x>2.綜上所述,不等式x2f(x)>0的解集為(-2,0)∪(2,+∞).【變式2】已知函數(shù)f(x)的定義域為[0,+∞),導(dǎo)函數(shù)為f′(x),若f′(x)<eq\f(fx,x+1)恒成立,則()A.f(2)>f(3) B.2f(1)>f(3)C.f(5)>2f(2) D.3f(5)>f(1)【答案】B【解析】設(shè)函數(shù)g(x)=eq\f(fx,x+1),x≥0,因為f′(x)<eq\f(fx,x+1),x≥0,所以(x+1)f′(x)-f(x)<0,則g′(x)=eq\f(x+1f′x-fx,x+12)<0,所以g(x)在定義域上是減函數(shù),從而g(1)>g(2)>g(3)>g(5),即eq\f(f1,2)>eq\f(f2,3)>eq\f(f3,4)>eq\f(f5,6).所以4f(2)>3f(3),2f(1)>f(3),2f(2)>f(5),3f(1)>f(5).考向2利用f(x)與ex構(gòu)造規(guī)律方法(1)出現(xiàn)f′(x)+nf(x)的形式,構(gòu)造函數(shù)F(x)=enxf(x);(2)出現(xiàn)f′(x)-nf(x)的形式,構(gòu)造函數(shù)F(x)=eq\f(fx,enx).【例題2】已知定義在上的函數(shù)和分別滿足,,則下列不等式恒成立的是()A. B.C. D.【答案】C【分析】,令,則,由,令可得,進而得出,,,令,及其已知,可得,利用函數(shù)在上單調(diào)遞減,即可得出答案【詳解】令,則,令,則,解得,則,令,,則函數(shù)在上單調(diào)遞減,則,可得故選:C【點睛】本題考查了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性極值與最值、構(gòu)造法、方程與不等式的解法,考查了推理能力與計算能力,屬于難題.【變式1】函數(shù)f(x)的定義域是R,f(0)=2,對任意x∈R,f(x)+f′(x)>1,則不等式ex·f(x)>ex+1的解集為()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】令φ(x)=exf(x)-ex,x∈R,則φ′(x)=exf(x)+exf′(x)-ex=ex[f(x)+f′(x)-1].又f(x)+f′(x)>1,∴f(x)+f′(x)-1>0,∴φ′(x)>0,∴φ(x)在定義域上是增函數(shù),不等式exf(x)>ex+1可化為exf(x)-ex>1,又φ(0)=e0f(0)-e0=1,∴原不等式等價于φ(x)>φ(0),故x>0,∴原不等式的解集為{x|x>0}.【變式2】(2023·黃山模擬)已知定義域為R的函數(shù)f(x),其導(dǎo)函數(shù)為f′(x),且滿足f′(x)-2f(x)<0,f(0)=1,則()A.e2f(-1)<1 B.f(1)>e2C.f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))<e D.f(1)>ef
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))【答案】C【解析】設(shè)g(x)=eq\f(fx,e2x),則g′(x)=eq\f(f′x·e2x-2fxe2x,e2x2)=eq\f(f′x-2fx,e2x),因為f′(x)-2f(x)<0在R上恒成立,所以g′(x)<0在R上恒成立,故g(x)是減函數(shù),所以g(-1)>g(0),eq\f(f-1,e-2)=e2f(-1)>eq\f(f0,e0)=1,故A不正確;g(1)<g(0),即eq\f(f1,e2)<eq\f(f0,e0),即f(1)<e2f(0)=e2,故B不正確;geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))<g(0),即eq\f(f
\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2))),e1)<eq\f(f0,e0)=1,即f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))<e,故C正確;geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))>g(1),即eq\f(f
\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2))),e1)>eq\f(f1,e2),即f(1)<ef
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2))),故D不正確.考向3利用f(x)與sinx,cosx構(gòu)造規(guī)律方法函數(shù)f(x)與sinx,cosx相結(jié)合構(gòu)造可導(dǎo)函數(shù)的幾種常見形式(1)F(x)=f(x)sinx,F(xiàn)′(x)=f′(x)sinx+f(x)cosx;(2)F(x)=eq\f(fx,sinx),F(xiàn)′(x)=eq\f(f′xsinx-fxcosx,sin2x);(3)F(x)=f(x)cosx,F(xiàn)′(x)=f′(x)cosx-f(x)sinx;(4)F(x)=eq\f(fx,cosx),F(xiàn)′(x)=eq\f(f′xcosx+fxsinx,cos2x).【例題3】(2023·重慶模擬)已知偶函數(shù)f(x)的定義域為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),\f(π,2))),其導(dǎo)函數(shù)為f′(x),當(dāng)0≤x<eq\f(π,2)時,有f′(x)cosx+f(x)sinx>0成立,則關(guān)于x的不等式f(x)>2f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)))cosx的解集為()A.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,3),\f(π,3)))B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3),\f(π,2)))C.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),-\f(π,3)))∪eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3),\f(π,2)))D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,3),0))∪eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3),\f(π,2)))【答案】C【解析】構(gòu)造函數(shù)g(x)=eq\f(fx,cosx),-eq\f(π,2)<x<eq\f(π,2),g′(x)=eq\f(f′xcosx-fxcosx′,cos2x)=eq\f(f′xcosx+fxsinx,cos2x),當(dāng)0≤x<eq\f(π,2)時,g′(x)>0,所以函數(shù)g(x)在eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)))上單調(diào)遞增,因為函數(shù)f(x)為偶函數(shù),所以函數(shù)g(x)也為偶函數(shù),且函數(shù)g(x)在eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)))上單調(diào)遞增,所以函數(shù)g(x)在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),0))上單調(diào)遞減,因為x∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),\f(π,2))),所以cosx>0,關(guān)于x的不等式f(x)>2f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)))cosx可變?yōu)閑q\f(fx,cosx)>eq\f(f
\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3))),cos\f(π,3)),即g(x)>geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3))),所以g(|x|)>geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3))),則eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(|x|>\f(π,3),,-\f(π,2)<x<\f(π,2),))解得eq\f(π,3)<x<eq\f(π,2)或-eq\f(π,2)<x<-eq\f(π,3).【變式】(2023·成都統(tǒng)考)記函數(shù)f(x)的導(dǎo)函數(shù)為f′(x),若f(x)為奇函數(shù),且當(dāng)x∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),0))時恒有f(x)cosx+f′(x)sinx>0成立,則()A.f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,6)))>eq\r(2)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,4)))B.f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)))>-eq\r(3)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,3)))C.eq\r(3)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)))>eq\r(2)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)))D.eq\r(2)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,4)))>-eq\r(3)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)))【答案】B【解析】令g(x)=f(x)sinx,則g′(x)=f(x)cosx+f′(x)sinx,當(dāng)x∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),0))時恒有f(x)cosx+f′(x)sinx>0,所以g′(x)>0,則g(x)=f(x)sinx在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),0))上單調(diào)遞增,所以geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,6)))>geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,4))),則-eq\f(1,2)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,6)))>-eq\f(\r(2),2)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,4))),即f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,6)))<eq\r(2)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,4))),選項A錯誤;geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,6)))>geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,3))),則-eq\f(1,2)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,6)))>-eq\f(\r(3),2)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,3))),又f(x)為奇函數(shù),所以-f(-x)=f(x),即f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)))>-eq\r(3)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,3))),選項B正確;geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,3)))<geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,4))),則eq\r(3)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,3)))>eq\r(2)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,4))),所以eq\r(3)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)))<eq\r(2)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4))),選項C錯誤;由eq\r(3)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,3)))>eq\r(2)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,4))),得-eq\r(3)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)))>eq\r(2)f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,4))),選項D錯誤.考點二:構(gòu)造函數(shù)比較大小規(guī)律方法構(gòu)造函數(shù)比較大小的常見類型(1)構(gòu)造相同的函數(shù),利用單調(diào)性,比較函數(shù)值的大小;(2)構(gòu)造不同的函數(shù),通過比較兩個函數(shù)的函數(shù)值進行比較大?。纠}4】(2023上·廣東·高三校聯(lián)考階段練習(xí))已知,.若存在,,使得成立,則下列結(jié)論中正確的是(
)A.當(dāng)時, B.當(dāng)時,C.不存在,使得成立 D.恒成立,則【答案】AB【分析】A選項,轉(zhuǎn)化同構(gòu)形式,根據(jù)函數(shù)在上單調(diào),可得,即;B選項,轉(zhuǎn)化為研究函數(shù)的最小值問題即可;C選項,特值驗證,找到滿足條件即可;D選項,不等式變形、分離參數(shù),轉(zhuǎn)化為恒成立問題,構(gòu)造函數(shù)研究最值即可.【詳解】選項A,,則,且,由,得,當(dāng)時,,則在上遞增,所以當(dāng)時,有唯一解,故,,故A正確;選項B,由A正確,得,設(shè),則,令,解得易知在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,,,,故B正確;選項C,由,,得,又驗證知,故存在,使得,C錯誤;選項D,由,恒成立,即恒成立,令,則,由在上遞增,又,,存在,使,在上遞減,在上遞增(其中滿足,即).,要使恒成立,,存在滿足題意,故D錯誤.故選:AB.【點睛】方法點睛:在應(yīng)用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的綜合題型中,在題干條件中同時出現(xiàn)指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù),通??梢钥紤]借助冪函數(shù)作為橋梁,通過變形轉(zhuǎn)化為相同結(jié)構(gòu)的式子,再構(gòu)造函數(shù)研究問題,即指對同構(gòu)思想的應(yīng)用.【變式1】(2023下·遼寧·高二鳳城市第一中學(xué)校聯(lián)考期中)下列不等式恒成立的是(
)A. B.C. D.【答案】AD【分析】A選項,構(gòu)造函數(shù),及,,由導(dǎo)函數(shù)得到其單調(diào)性,證明出結(jié)論;BC選項,可舉出反例;D選項,放縮后,只需證明,構(gòu)造,,由隱零點結(jié)合基本不等式證明出結(jié)論.【詳解】A選項,令,,,當(dāng)時,,當(dāng)時,,故在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,故,令,,,當(dāng)時,,當(dāng)時,,故在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,故,故,A正確;B選項,,則,當(dāng)時,,當(dāng)時,,故在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,故,當(dāng)時,,故不滿足,B錯誤;C選項,令,,,當(dāng)時,,當(dāng)時,,故在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,故,當(dāng)且僅當(dāng)時,等號成立,C錯誤;D選項,由題意得,令,,,令,則恒成立,故在上單調(diào)遞增,因為,,所以存在使得,即,當(dāng)時,,當(dāng)時,,故在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,又,當(dāng)且僅當(dāng)時,即時,等號成立,又,故等號取不到,所以,故,,D正確.故選:AD【點睛】隱零點的處理思路:第一步:用零點存在性定理判定導(dǎo)函數(shù)零點的存在性,其中難點是通過合理賦值,敏銳捕捉零點存在的區(qū)間,有時還需結(jié)合函數(shù)單調(diào)性明確零點的個數(shù);第二步:虛設(shè)零點并確定取范圍,抓住零點方程實施代換,如指數(shù)與對數(shù)互換,超越函數(shù)與簡單函數(shù)的替換,利用同構(gòu)思想等解決,需要注意的是,代換可能不止一次.【變式2】(2023·榆林統(tǒng)考)已知a=ln
eq\f(9,4\r(e)),b=ln
eq\f(16,9\r(3,e)),c=2ln
eq\f(5,4)-eq\f(1,4),則()A.a(chǎn)<c<b B.b<a<cC.a(chǎn)<b<c D.c<b<a【答案】D【解析】a=ln
eq\f(9,4\r(e))=2ln
eq\f(3,2)-eq\f(1,2),b=ln
eq\f(16,9\r(3,e))=2ln
eq\f(4,3)-eq\f(1,3),構(gòu)造函數(shù)f(x)=2ln(x+1)-x(0<x<1),則f′(x)=eq\f(2,x+1)-1=eq\f(1-x,x+1),當(dāng)0<x<1時,f′(x)>0,f(x)在(0,1)上單調(diào)遞增,所以f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)))<f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))<f
eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2))),所以c<b<a.【變式3】(2023·咸陽模擬)已知a=eq\f(1,2023),b=,c=eq\f(cos
\f(1,2023),2023),則()A.a(chǎn)>b>c B.b>a>cC.b>c>a D.a(chǎn)>c>b【答案】B【解析】設(shè)f(x)=ex-x-1,所以f′(x)=ex-1,令f′(x)<0?x<0,令f′(x)>0?x>0,所以函數(shù)f(x)在(-∞,0)上單調(diào)遞減,在(0,+∞)上單調(diào)遞增,則f(x)≥f(0)=0,即ex-x-1≥0,得ex≥x+1.所以b=>-eq\f(2022,2023)+1=eq\f(1,2023)=a,即b>a;又0<cos
eq\f(1,2023)<1,所以c=eq\f(cos
\f(1,2023),2023)<eq\f(1,2023)=a,即a>c,所以b>a>c.【變式4】(2023·山西聯(lián)考)設(shè)a=eq\f(1,2e),b=eq\f(lnπ,2π),c=eq\f(ln\r(3),3),則()A.b>c>a B.b>a>cC.a(chǎn)>b>c D.a(chǎn)>c>b答案D解析易知a=eq\f(1,2e)=eq\f(lne,2e),b=eq\f(lnπ,2π),c=eq\f(ln\r(3),3)=eq\f(ln3,2×3),令f(x)=eq\f(lnx,2x)(x>0),則f′(x)=eq\f(1-lnx,2x2),f′(x)<0?x>e,所以f(x)在(e,+∞)上單調(diào)遞減,又因為e<3<π,所以f(e)>f(3)>f(π),即a>c>b.【強化訓(xùn)練】一、單選題1.定義在R上的函數(shù)和滿足,且,則下列不等式成立的是(
)A. B.C. D.【答案】D【分析】先由導(dǎo)數(shù)得出,代入解析式解得,從而得出,由得出在上單調(diào)遞減,利用得出答案.【詳解】,則,解得,由得出,故,則.因為,所以函數(shù)在R上單調(diào)遞減,故,,即,故.故選:D【點睛】本題考查函數(shù)不等式正誤的判斷,解題時要結(jié)合題中不等式構(gòu)造新函數(shù),利用單調(diào)性來進行判斷,難點在于構(gòu)造新函數(shù),考查分析問題與解決問題的能力,屬于難題.2.(2022上·廣東佛山·高三統(tǒng)考期末)設(shè)函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)是,且恒成立,則(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)函數(shù)研究其單調(diào)性,求出結(jié)果.【詳解】設(shè),則恒成立,所以單調(diào)遞增,故,即,解得:,即.故選:D3.已知定義在上的函數(shù)和分別滿,且則下列不等式成立的是A. B.C. D.【答案】B【分析】求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),根據(jù),設(shè),設(shè),根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性判斷即可.【詳解】因為,所以,則即,將代入,可得:,所以,設(shè),則由于,所以恒成立,所以單調(diào)遞減,所以,,故有,即,因此故選:.【點睛】本題主要考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,需要構(gòu)造函數(shù),一般:(1)條件含有,就構(gòu)造,(2)若,就構(gòu)造,(3),就構(gòu)造,(4)就構(gòu)造,等便于給出導(dǎo)數(shù)時聯(lián)想構(gòu)造函數(shù).4.設(shè)函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)為,對任意都有成立,則A. B.C. D.【答案】A【分析】由已知,令,借助導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,然后根據(jù)整理即可做出判斷.【詳解】由已知,函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)為,對任意都有成立,令,所以在R上單調(diào)遞減,因此,,即.故選:A.【點睛】利用導(dǎo)數(shù)解抽象函數(shù)不等式,實質(zhì)是利用導(dǎo)數(shù)研究對應(yīng)函數(shù)單調(diào)性,而對應(yīng)函數(shù)需要構(gòu)造.構(gòu)造輔助函數(shù)常根據(jù)導(dǎo)數(shù)法則進行:如構(gòu)造,構(gòu)造,構(gòu)造,構(gòu)造等.5.定義在上的函數(shù)的圖象是連續(xù)不斷的曲線,且,當(dāng)時,恒成立,則下列判斷一定正確的是(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】構(gòu)造函數(shù),判斷為偶函數(shù),且在上單調(diào)遞增,再計算函數(shù)值比較大小得到答案.【詳解】構(gòu)造函數(shù),因為,所以則,所以為偶數(shù)當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞增,所以有,則,即,即.故選【點睛】本題考查了函數(shù)的綜合應(yīng)用,構(gòu)造函數(shù)判斷其奇偶性和單調(diào)性是解題的關(guān)鍵.6.已知定義在上的函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)為,且對任意都有,,則不等式的解集為A. B. C. D.【答案】B【分析】先構(gòu)造函數(shù),求導(dǎo)得到在R上單調(diào)遞增,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性可求得不等式的解集.【詳解】構(gòu)造函數(shù),,.又任意都有.在R上恒成立.在R上單調(diào)遞增.當(dāng)時,有,即的解集為.【點睛】本題主要考查利用函數(shù)的單調(diào)性解不等式,根據(jù)題目條件構(gòu)造一個新函數(shù)是解決本題的關(guān)鍵.7.(2023上·上海徐匯·高三上海市第二中學(xué)??计谥校┮阎x在R上的函數(shù),其導(dǎo)函數(shù)滿足:對任意都有,則下列各式恒成立的是(
)A., B.,C., D.,【答案】B【分析】構(gòu)造函數(shù),結(jié)合已知判斷其導(dǎo)數(shù)符號可知單調(diào)性,然后由單調(diào)性可解.【詳解】記,則,因為,即,所以,所以在R上單調(diào)遞增,故,,整理得,.故選:B【點睛】關(guān)鍵點睛:本題關(guān)鍵在于根據(jù)導(dǎo)數(shù)不等式構(gòu)造函數(shù),然后利用導(dǎo)數(shù)判斷單調(diào)性,由單調(diào)性即可求解.8.(2023·漢中模擬)已知函數(shù)f(x)是定義在R上的函數(shù),且滿足f′(x)+f(x)>0,其中f′(x)為f(x)的導(dǎo)數(shù),設(shè)a=f(0),b=3f(ln3),c=ef(1),則a,b,c的大小關(guān)系是()A.c>b>a B.a(chǎn)>b>cC.c>a>b D.b>c>a【答案】D【解析】令g(x)=exf(x),則g′(x)=exf(x)+exf′(x)=ex[f(x)+f′(x)],因為f′(x)+f(x)>0,而ex>0恒成立,所以g′(x)>0,所以g(x)在定義域上是增函數(shù),又0<1=lne<ln3,所以g(0)<g(1)<g(ln3),因為a=f(0)=e0f(0)=g(0),b=3f(ln3)=eln3f(ln3)=g(ln3),c=ef(1)=g(1),所以b>c>a.9.(2023·廣州模擬)已知函數(shù)f(x)的定義域為(0,+∞),其導(dǎo)函數(shù)為f′(x),若xf′(x)-1<0,f(e)=2,則關(guān)于x的不等式f(ex)<x+1的解集為()A.(0,1) B.(0,e)C.(1,+∞) D.(e,+∞)【答案】C【解析】令函數(shù)g(x)=f(x)-lnx,x>0,則g′(x)=f′(x)-eq\f(1,x)=eq\f(xf′x-1,x)<0,因此函數(shù)g(x)在定義域(0,+∞)上是減函數(shù),g(e)=f(e)-lne=1,因此f(ex)<x+1?f(ex)-x<1?g(ex)<g(e),即ex>e,解得x>1,所以不等式f(ex)<x+1的解集為(1,+∞).10.(2023·南充模擬)設(shè)定義在R上的函數(shù)y=f(x)滿足任意x∈R,都有f(x+4)=f(x),且當(dāng)x∈(0,4]時,xf′(x)>f(x),則f(2021),eq\f(f2022,2),eq\f(f2023,3)的大小關(guān)系是()A.f(2021)<eq\f(f2022,2)<eq\f(f2023,3)B.eq\f(f2022,2)<f(2021)<eq\f(f2023,3)C.eq\f(f2023,3)<eq\f(f2022,2)<f(2021)D.eq\f(f2023,3)<f(2021)<eq\f(f2022,2)【答案】A【解析】依題意,對任意x∈R,都有f(x+4)=f(x),所以f(x)是周期為4的周期函數(shù).所以f(2021)=f(1),eq\f(f2022,2)=eq\f(f2,2),eq\f(f2023,3)=eq\f(f3,3).構(gòu)造函數(shù)F(x)=eq\f(fx,x)(0<x≤4),F(xiàn)′(x)=eq\f(xf′x-fx,x2)>0,所以F(x)在區(qū)間(0,4]上單調(diào)遞增,所以F(1)<F(2)<F(3),即eq\f(f1,1)<eq\f(f2,2)<eq\f(f3,3),即f(2021)<eq\f(f2022,2)<eq\f(f2023,3).11.(2023·新余模擬)已知a=ln1.1,b=eq\f(1,11),c=eq\r(0.1),則()A.a(chǎn)>b>c B.a(chǎn)>c>bC.c>b>a D.c>a>b【答案】D【解析】構(gòu)造函數(shù)f(x)=ln(1+x)-eq\r(x)(x≥0),所以f′(x)=eq\f(1,1+x)-eq\f(1,2\r(x))=eq\f(2\r(x)-1+x,2\r(x)1+x)=eq\f(-\r(x)-12,2\r(x)1+x)≤0,故f(x)在[0,+∞)上單調(diào)遞減,所以f(0.1)<f(0)=0,即ln1.1-eq\r(0.1)<0,即ln1.1<eq\r(0.1),即a<c.因為ln1.1=lneq\f(11,10)=-lneq\f(10,11)=-lneq\f(11-1,11)=-lneq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-\f(1,11))),構(gòu)造函數(shù)g(x)=ln(1+x)-x,x∈(-1,0],所以g′(x)=eq\f(1,1+x)-1=eq\f(-x,1+x)≥0,即g(x)在(-1,0]上單調(diào)遞增,所以geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,11)))<g(0)=0,即lneq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-\f(1,11)))+eq\f(1,11)<0,即eq\f(1,11)<-lneq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-\f(1,11))),即b<a,綜上,b<a<c.二、多選題12.(2023·浙江·二模)已知時,,則(
)A.當(dāng)時, B.當(dāng)時,C.當(dāng)時, D.當(dāng)時,【答案】BCD【分析】本題考慮到不等式可以用,,這3個函數(shù)進行表示,可將不等式轉(zhuǎn)化為這三個函數(shù)在時的大小位置關(guān)系.可結(jié)合,進行初步判斷函數(shù)的大小關(guān)系,結(jié)合的變化對,的相對位置的變化影響可解得本題.【詳解】設(shè),,,由得,所以時,或.A和B選項:當(dāng)時,,設(shè),則,當(dāng)時,所以在上單調(diào)遞增,所以,即當(dāng)時,,故.設(shè),則,當(dāng)時,,則在上單調(diào)遞減,當(dāng)時,,則在上單調(diào)遞減.故,即,所以有,即,.設(shè),由題意可知,,,當(dāng)時,,在上單調(diào)遞減,當(dāng)
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