内容正文:
[课下巩固训练(六)] 导数中的函数构造
【选择题】每小题5分
1.(2024·宁夏银川三模)已知定义在R上的奇函数f(x)的图象是一条连续不断的曲线,f′(x)是f(x)的导函数,当x>0时,3f(x)+xf′(x)>0,且f(2)=2,则不等式(x+1)3f(x+1)>16的解集为( )
A.(1,+∞) B.(-∞,-2)∪(2,+∞)
C.(-∞,1) D.(-∞,-3)∪(1,+∞)
答案:D
解析:令g(x)=x3f(x),则g′(x)=,
因为当x>0时,3f(x)+xf′(x)>0,所以g(x)在(0,+∞)上单调递增,
又f(x)为奇函数,且图象连续不断,所以g(x)为偶函数,
由(x+1)3f(x+1)>23f(2),得|x+1|>2,解得x<-3或x>1.
2.(2024·甘肃兰州模拟)已知f′(x)是定义在R上的函数f(x)的导函数,且f(x)-xf′(x)>0,则a=f(2),b=f(e),c=的大小关系为( )
A.b<a<c B.c<b<a
C.a<b<c D.c<a<b
答案:B
解析:令g(x)=(x>0),则g′(x)=,
因为f(x)-xf′(x)>0,所以g′(x)=<0,所以g(x)在(0,+∞)上单调递减,
因为0<2<e<3,所以g(2)>g(e)>g(3),
所以>>,所以a>b>c.
3.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=-2,3f(x)cos x+f′(x)sin x>0,则不等式fcos3x->0的解集为( )
A. B.
C. D.
答案:B
解析:令g(x)=f(x)sin3x,
则g′(x)=3f(x)sin2x cosx+f′(x)sin3x=sin2x[3f(x)cosx +f′(x)sin x]≥0,且g′(x)不恒为0,
所以g(x)在R上单调递增.
又因为f(x)为偶函数,所以f==-2,所以g=3f=.
又g=fsin3=fcos3x,
所以不等式fcos3x->0等价于g>g,
根据函数的单调性可知x+>-,解得x>-,
所以不等式fcos3x->0的解集为.
4.(2024·山东烟台模拟)已知f(x)是可导函数,且f′(x)<f(x)对于x∈R恒成立,则( )
A.f(1)<ef(0),f(2 024)>e2 024f(0)
B.f(1)>ef(0),f(2 024)>e2 024f(0)
C.f(1)<ef(0),f(2 024)<e2 024f(0)
D.f(1)>ef(0),f(2 024)<e2 024f(0)
答案:C
解析:令g(x)=,则g′(x)=,
因为f′(x)<f(x)对于x∈R恒成立,所以g′(x)<0,所以g(x)在R上单调递减,
所以g(1)<g(0),g(2 024)<g(0),所以<<,
所以f(1)<ef(0),f(2 024)<e2 024f(0).
5.已知函数f(x)满足f(x)=f(-x),且当x∈(-∞,0]时,f(x)+xf′(x)<0成立,若a=20.6·f(20.6),b=ln 2·f(ln 2),c=,则a,b,c的大小关系是( )
A.a>b>c B.c>b>a
C.a>c>b D.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,
因为20.6>1,0<ln 2<1,log2=-3<0,
所以log2<0<ln 2<1<20.6,所以c>b>a.
6.已知偶函数f(x)的定义域为,其导函数为f′(x),当0≤x<时,有f′(x)cos x+f(x)sin x>0成立,则关于x的不等式f(x)>2f·cos x的解集为( )
A. B.
C.∪ D.∪
答案:C
解析:构造函数g(x)=,0≤x<,则g′(x)=>0,
所以函数g(x)=在[)单调递增,
因为函数f(x)为偶函数,所以函数g(x)=也为偶函数,且函数g(x)=在[)单调递增,所以函数g(x)=在单调递减,
因为x∈,所以cos x>0,
关于x的不等式f(x)>2f·cos x可变为>,也即g(x)>g,
所以g,则解得<x<或-<x<-.
【填空题】每小题5分
7.已知定义在R上的函数f(x)的导函数为f′(x),f(0)=1,且对任意的x满足f′(x)<f(x),则不等式f(x)>ex的解集是________________.
解析:令g(x)=,则g′(x)=<0,
所以g(x)在R上单调递减,因为f(0)=1,所以g(0)=1,
不等式f(x)>ex可变形为>1,即g(x)>g(0),可得x<0,所以解集为(-∞,0).
答案:(-∞,0)
8.已知函数f(x)的定义域为(0,π),其导函数是f′(x).若f′(x)sin x-f(x)cos x>0恒成立,则关于x的不等式f(x)<fsin x的解集为________.
解析:由题意可知,令F(x)=,
则f′(x)=>0,
所以F(x)在定义域内单调递增.
因为sinx>0,所以关于x的不等式f(x)<f可化为<,即F(x)<F.
因为0<x<π,所以0<x<,
即不等式f(x)<fsin x的解集为.
答案:
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