内容正文:
课时作业(二十三) 函数中的构造问题
一、单项选择题
1.定义在R上的可导函数f(x)满足f′(x)<2,若f(m)-f(1-2m)≥6m-2,则m的取值范围是( )
A.(-∞,-1] B.
C.[-1,+∞) D.
答案 B
解析 令g(x)=f(x)-2x,
则g′(x)=f′(x)-2<0,则g(x)在R上是减函数,
又f(m)-f(1-2m)≥6m-2等价于f(m)-2m≥f(1-2m)-2(1-2m),
即g(m)≥g(1-2m),由单调性得m≤1-2m,
解得m≤.
2.(2025·广东佛山月考)已知a=,b=,c=,则( )
A.c>b>a B.b>a>c
C.b>c>a D.a>b>c
答案 D
解析 令f(x)=,x>0,则f′(x)=,
当x∈(0,e)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
当x∈(e,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,
因为a===f(4),b==f(6),c==f(7),
所以f(4)>f(6)>f(7),即a>b>c.故选D.
3.(2025·汉中模拟)已知定义在R上的函数f(x)满足f(x)-f′(x)>0,且有f(2)=2,则f(x)>2ex-2的解集为( )
A.(-∞,1) B.(-∞,2)
C.(1,+∞) D.(2,+∞)
答案 B
解析 设F(x)=,
则F′(x)==<0,
∴F(x)为减函数.
又f(2)=2,则F(2)==.
∵f(x)>2ex-2等价于>,
即F(x)>F(2),
∴x<2,即所求不等式的解集为(-∞,2).
4.已知偶函数f(x)的定义域为R,导函数为f′(x),若对任意x∈[0,+∞),都有2f(x)+xf′(x)>0恒成立,则下列结论正确的是( )
A.f(0)<0 B.9f(-3)<f(1)
C.4f(2)>f(-1) D.f(1)<f(2)
答案 C
解析 令x=0,则2f(0)+0>0,
所以f(0)>0,故A错误;
令g(x)=x2f(x),则g′(x)=2xf(x)+x2f′(x),
当x>0时,由2f(x)+xf′(x)>0,
得g′(x)=2xf(x)+x2f′(x)>0,
则g(x)在(0,+∞)上单调递增,
又因为偶函数f(x)的定义域为R,
所以g(x)=x2f(x)为偶函数,g(x)在(0,+∞)上单调递增,
所以g(-3)=g(3)>g(1),
所以9f(-3)>f(1),故B错误;
所以g(2)>g(1)=g(-1),4f(2)>f(-1),故C正确;
由题意,不妨假设f(x)=c>0(c为常数)符合题意,
此时f(1)=f(2)=c,故D错误.
二、多项选择题
5.已知a=e-,b=e-,c=ln (e 是自然对数的底数),则下列结论正确的有( )
A.ac<0,bc>0 B.ac<0,bc<0
C.a>b>c D.b>a>c
答案 BD
解析 首先证明切线不等式ex≥x+1,
设f(x)=ex-x-1,则f′(x)=ex-1,令f′(x)=0,解得x=0,
又因为f′(x)为单调递增函数,所以f′(x)有唯一零点x=0,
且当x∈(-∞,0),f′(x)<0,此时f(x)单调递减,当x∈(0,+∞),f′(x)>0,此时f(x)单调递增,
故f(x)min=f(0)=0,则f(x)=ex-x-1≥0,即ex≥x+1,
则a=e-=f>f(0)=0,b=f>f(0)=0,而c=ln <ln 1=0,所以B正确,A错误;
又因为当x>0 时,f(x)单调递增,a=f,b=f,则a<b,
因此c<a<b,故D正确,C错误.故选BD.
6.已知定义在上的函数f(x),f′(x)是f(x)的导函数,且恒有f′(x)cos x+f(x)sin x<0成立,则( )
A.f>f
B.f>f
C.f>f
D.f>f
答案 CD
解析 根据题意,令g(x)=,x∈,
则其导数g′(x)=,
又由x∈,且恒有
f′(x)cosx+f(x)sin x<0,
可得g′(x)<0,即函数g(x)为上的减函数.
由<,则有g>g,
即>,
所以f>f,故C正确;
又由<,则有g>g,
即>,
所以f>f,故D正确.故选CD.
三、填空题
7.(2025·晋中模拟)已知函数f(x)是定义在R上的可导函数,其导函数为f′(x),若f(1)=4,且f′(x)-2x<3对任意的x∈R恒成立,则不等式f(2x-3)<2x(2x-3)的解集为________.
答案 (2,+∞)
解析 令g(x)=f(x)-x2-3x,
则g′(x)=f′(x)-2x-3<0在R上恒成立,
所以g(x)是减函数.
又f(2x-3)<2x(2x-3),
即f(2x-3)-(2x-3)2-3(2x-3)<0,
又f(1)-12-3×1=0,即g(2x-3)<g(1),
所以2x-3>1,解得x>2,
所以不等式f(2x-3)<2x(2x-3)的解集为(2,+∞).
8.已知函数f(x)定义在上,f′(x)是它的导函数,且恒有f(x)<f′(x)tan x成立,又知f=,则关于x的不等式f(x)>sin x的解集是________.
答案
解析 ∵f(x)<f′(x)tan x,
∴f′(x)sin x-f(x)cos x>0,x∈,
令g(x)=,x∈,
∴g′(x)=>0,
∴g(x)在上为增函数,
由f(x)>sinx,得>1=,
即g(x)>g,∴x>,
又0<x<,∴<x<,
∴不等式的解集为.
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