内容正文:
专题1 函数构造与函数性质问题【讲*人教A版】
知识点1:构造函数解决导数问题的通用模型:
模型1:若的系数为x,且同时出现与的和或差,考虑构造x与的积或者商;
模型2:若出现与且系数相同时,考虑构造与的积或者商.
模型3:若出现与系数分别是常数和x时,考虑构造与的积或者商;
模型4:若出现与且系数为与时,考虑构造与的积或者商,或者与的积或者商.
模型5:若与形式比较复杂,考虑根据运算法则直接构造.
注:构造函数解决导数问题的具体模型:
模型1.对于,构造
模型2.对于不等式,构造函数.
模型3.对于不等式,构造函数
拓展:对于不等式,构造函数
模型4.对于不等式,构造函数
模型5.对于不等式,构造函数
拓展:对于不等式,构造函数
模型6.对于不等式,构造函数
拓展:对于不等式,构造函数
模型7.对于,分类讨论:(1)若,则构造
(2)若,则构造
模型8.对于,构造.
模型9.对于,构造.
模型10.(1)对于,即,
构造.
(2)对于,构造.
.考向一 根据运算法则直接构造
【典例解读】
例1.(24-25高二下·湖北孝感·期中)定义在上的函数满足,且,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意,构造函数,可得在上单调递增,然后结合其单调性即可求解不等式.
【详解】由可得,
设,,
则,
即函数在上单调递增,
且,
由可得,
即,即,解得,
所以不等式的解集为.
故选:B.
【题后反思】
本题通过构造函数,利用导数判断单调性来解不等式.遇含 与导数的式子,要善于观察结构构造新函数,借单调性转化条件.需强化构造意识,提升利用函数性质解题的能力,把握导数与函数单调性的关联.
【再练一个】
1.定义在上的函数满足,当时,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】构造函数,研究函数的奇偶性、单调性,结合单调性解不等式即可.
【详解】∵,
∴,
令,则,
∴在上为奇函数,
又∵当时,,
∴当时,,
∴在上单调递增,
又∵在上为奇函数,
∴在上单调递增,
又∵,
∴,
又∵,
∴,
∵在上单调递增,
∴,解得:.
故选:A.
考向二 构造指数型
【典例解读】
例2.(24-25高二下·黑龙江鸡西·阶段练习)已知定义在上的函数的导数为,且,,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由题干条件可构造函数,对求导得在上单调递减,由已知条件可得,结合的单调性可解函数不等式.
【详解】由,联想到积的导数公式,故构造函数,
则,故在上单调递减,
又,所以不等式即的解集为.
故选:B.
【题后反思】
本题考查利用构造函数法解不等式,关键是根据条件构造,结合导数判断单调性.遇函数与导数结合的不等式,要观察式子特征,联想导数公式构造新函数,利用单调性解不等式,需提升构造与转化能力,熟练运用函数性质解题.
【再练一个】
2.若定义在R上的函数的导函数为,且满足,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意构造新函数,求导得到单调性,再解不等式即可.
【详解】由题可设,因为,
则,
所以函数在R上单调递增,
又,不等式可转化为,
所以,解得,所以不等式的解集为.
故选:A.
考向三 构造幂函数型
【典例解读】
例3.(24-25高二下·广东潮州·阶段练习)已知是偶函数的导函数,.若时,,则使得不等式成立的的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】构造函数,则由条件可知的单调性、奇偶性以及,即可将问题转化为求解不等式.
【详解】令,则,
则当时,,即单调递增,
因为偶函数,则,则,
即为奇函数,
则在上单调递增,
因,则,
则可转化为,
则,即,
故不等式的解集为.
故选:A
【题后反思】
本题考查函数奇偶性、单调性的综合运用,通过构造新函数转化问题.遇导数与函数性质结合的不等式,可尝试构造新函数,利用奇偶性、单调性简化求解,关键是观察条件特征,精准构造,提升转化与综合分析能力.
【再练一个】
(24-25高二下·湖北·期中)
3.已知是定义在区间上的函数,其导函数为,且不等式恒成立,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据不等式可构造函数,判断出函数在上单调递减即可得出结论.
【详解】由可得,
令函数,
可得即在上单调递减,
因此可得,即,所以.
故选:B
考向四 构造对数型
【典例解读】
例4.若可导函数是定义在R上的奇函数,当时,有,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】令,,又导函数得到在上单调递减,结合是定义在R上的奇函数得到与0的大小,从而解不等式.
【详解】令,,
则,
当时,,
故在上单调递减,
则当时,,;
当时,,;
又函数可导,则该函数必连续,所以当时,;
因为可导函数是定义在R上的奇函数,故,
当时,
所以,解得,
又,故不等式的解集为.
故选:B
【题后反思】
本题考查利用构造函数、奇偶性及单调性解不等式.遇含导函数的不等式,可构造新函数,借导数判断单调性,结合奇偶性定函数值符号,再分情况解不等式.
【再练一个】
4.已知函数是奇函数的导函数,且满足时,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据已知条件构造函数,求导后可判断当时,函数单调递减,再由,可得当时,,再由为奇函数,得时,,从而可求得不等式的解集.
【详解】令函数,则,即当时,函数单调递减,
因为,所以当时,,当时,.
因为当时,,当时,,所以当时,.
又,,所以当时,;
又为奇函数,所以当时,,
所以不等式可化为或,解得,
所以不等式的解集为,
故选:D.
【点睛】关键点点睛:此题考查导数的应用,考查利用导数解决函数单调性问题,解题的关键是根据题意构造函数,然后求导后可判断函数的单调性,从而利用函数的单调性解不等式,考查数学转化思想,属于较难题.
考向五 构造三角函数型
【典例解读】
例5.已知函数的定义域为,其导函数是.若对任意的有,则关于的不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据给定条件,构造函数,利用导数探讨函数的单调性,再利用单调性求解不等式即得.
【详解】令函数,,求导得,
因此函数在上单调递减,不等式,
即,解得,
所以原不等式的解集为 .
故选:B
【题后反思】
本题考查构造函数解不等式,关键是根据条件构造,借导数判单调性.遇含与导数的式子,要观察结构,合理构造函数,利用单调性转化不等式,需提升构造与逻辑推理能力,掌握函数性质解题技巧 .
【再练一个】
5.定义域为的函数满足,其导函数为,当时,有成立,则关于x的不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】构造,结合导数探讨函数的性质,将所解不等式转化为,由单调性即可得解.
【详解】由且,得是奇函数,
令,当时,,则在是减函数,
显然函数是奇函数,则在是递减,从而在上是减函数,
不等式化为,即,解得,
所以不等式的解集为.
故选:B
考向六 复杂构造型
【典例解读】
例6.(24-25高二下·甘肃甘南·期末)已知函数的导函数为,若对恒成立,则下列不等式中,一定成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】构造函数,,求导后利用已知得出其正负,确定出函数的单调性后可得.
【详解】设,,则
,
,
因为对恒成立,所以,
所以在上单调递减,在上单调递增,
则,
可得:,即.
.
结合选项可知D一定成立,
故选:D.
【题后反思】
本题需构造双函数,借导数判单调性解题.遇复杂导数不等式,要大胆构造函数,通过求导分析正负定单调性.需提升构造思维,灵活运用导数工具,从式子结构找灵感,精准转化条件解不等式 .
【再练一个】
(24-25高二下·山东青岛·期中)
6.已知函数的定义域为,导函数为,不等式恒成立,且,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用构造的导数,来判断其单调性,又把已知要求解的不等式转化为,从而可利用单调性解不等式.
【详解】由已知得:因为,所以,
两边同乘以又可得:,
因为,所以有,
再构造,则,
所以在上单调递增,
因为的定义域可知,,所以,
又因为,所以,
即上面不等式可转化为,根据在上单调递增,
可得,解得,
故选:.
(24-25高二下·福建福州·期中)
7.已知是函数的导数,,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】构造函数,利用导数得的单调性,利用单调性即可求解.
【详解】令,则有,所以在上单调递减,
所以,,
所以由有,且,即,
由在上单调递减,所以,即,故.
故选:B.
(24-25高二下·湖北·期中)
8.已知函数..为定义在上的偶函数,当时,,则下列正确的为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据给定条件,构造函数,探讨函数的奇偶性、单调性,再逐项判断作答.
【详解】令函数,而函数是偶函数,则,
即函数是奇函数,当时,求导得,
即函数在上递增,则在上递增,
因为,所以,即,
所以,虽然,但不能确定与的大小,故ABC错误,D正确.
故选:D.
(24-25高二下·黑龙江·期中)
9.已知定义在上的函数的导函数满足,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】设,利用导数分析函数在上的单调性,结合函数的单调性逐项判断即可.
【详解】设,则,
所以,函数在上为增函数,
对于AB选项,,即,
所以,AB无法判断;
对于CD选项,,即,可得,C错D对.
故选:D.
(24-25高二下·重庆·阶段练习)
10.已知函数是定义在上的偶函数,其导函数为.且当时,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】依题意构造函数,由条件分别判断该函数的单调性和奇偶性,将待求不等式转化成,利用函数的奇偶性和单调性即可得解.
【详解】设,则,
因为当时,,则,即在上为增函数,
又函数是定义在上的偶函数,则,
即函数是定义在上的偶函数,故函数在上是减函数.
由可得,
故有,解得或.
故答案为:D.
(24-25高二下·山东德州·期中)
11.已知定义在上的函数的导函数为,且,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据条件得到,再利用导数与函数单调性间的关系,得到在区间上单调递减,即可求解.
【详解】由,得到,
令,则,
所以(为常数),又,则,
所以,得到,又,当时,,
所以在区间上单调递减,又,所以,
故选:B.
(24-25高二下·山东威海·期中)
12.定义在上的奇函数的导函数为,当时,恒有,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】构造函数,结合求导可判断单调性,从而求解原不等式.
【详解】根据题意可构造函数,则,
由题可知,所以在区间上为增函数,
又由于为偶函数,为奇函数,所以为奇函数,
又,即,
所以,解得.
故选:D.
13.已知可导函数是定义在上的奇函数.当时,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】构造函数,并依据函数的单调性去求解不等式的解集.
【详解】当时,,则
则函数在上单调递增,又可导函数是定义在上的奇函数
则是上的偶函数,且在单调递减,
由,可得,则,
则时,不等式
可化为
又由函数在上单调递增,且,,
则有,解之得
故选:D
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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专题1 函数构造与函数性质问题【讲*人教A版】
知识点1:构造函数解决导数问题的通用模型:
模型1:若的系数为x,且同时出现与的和或差,考虑构造x与的积或者商;
模型2:若出现与且系数相同时,考虑构造与的积或者商.
模型3:若出现与系数分别是常数和x时,考虑构造与的积或者商;
模型4:若出现与且系数为与时,考虑构造与的积或者商,或者与的积或者商.
模型5:若与形式比较复杂,考虑根据运算法则直接构造.
注:构造函数解决导数问题的具体模型:
模型1.对于,构造
模型2.对于不等式,构造函数.
模型3.对于不等式,构造函数
拓展:对于不等式,构造函数
模型4.对于不等式,构造函数
模型5.对于不等式,构造函数
拓展:对于不等式,构造函数
模型6.对于不等式,构造函数
拓展:对于不等式,构造函数
模型7.对于,分类讨论:(1)若,则构造
(2)若,则构造
模型8.对于,构造.
模型9.对于,构造.
模型10.(1)对于,即,
构造.
(2)对于,构造.
.考向一 根据运算法则直接构造
【典例解读】
例1.(24-25高二下·湖北孝感·期中)定义在上的函数满足,且,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意,构造函数,可得在上单调递增,然后结合其单调性即可求解不等式.
【详解】由可得,
设,,
则,
即函数在上单调递增,
且,
由可得,
即,即,解得,
所以不等式的解集为.
故选:B.
【题后反思】
本题通过构造函数,利用导数判断单调性来解不等式.遇含 与导数的式子,要善于观察结构构造新函数,借单调性转化条件.需强化构造意识,提升利用函数性质解题的能力,把握导数与函数单调性的关联.
【再练一个】
1.定义在上的函数满足,当时,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
考向二 构造指数型
【典例解读】
例2.(24-25高二下·黑龙江鸡西·阶段练习)已知定义在上的函数的导数为,且,,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由题干条件可构造函数,对求导得在上单调递减,由已知条件可得,结合的单调性可解函数不等式.
【详解】由,联想到积的导数公式,故构造函数,
则,故在上单调递减,
又,所以不等式即的解集为.
故选:B.
【题后反思】
本题考查利用构造函数法解不等式,关键是根据条件构造,结合导数判断单调性.遇函数与导数结合的不等式,要观察式子特征,联想导数公式构造新函数,利用单调性解不等式,需提升构造与转化能力,熟练运用函数性质解题.
【再练一个】
2.若定义在R上的函数的导函数为,且满足,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
考向三 构造幂函数型
【典例解读】
例3.(24-25高二下·广东潮州·阶段练习)已知是偶函数的导函数,.若时,,则使得不等式成立的的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】构造函数,则由条件可知的单调性、奇偶性以及,即可将问题转化为求解不等式.
【详解】令,则,
则当时,,即单调递增,
因为偶函数,则,则,
即为奇函数,
则在上单调递增,
因,则,
则可转化为,
则,即,
故不等式的解集为.
故选:A
【题后反思】
本题考查函数奇偶性、单调性的综合运用,通过构造新函数转化问题.遇导数与函数性质结合的不等式,可尝试构造新函数,利用奇偶性、单调性简化求解,关键是观察条件特征,精准构造,提升转化与综合分析能力.
【再练一个】
(24-25高二下·湖北·期中)
3.已知是定义在区间上的函数,其导函数为,且不等式恒成立,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
考向四 构造对数型
【典例解读】
例4.若可导函数是定义在R上的奇函数,当时,有,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】令,,又导函数得到在上单调递减,结合是定义在R上的奇函数得到与0的大小,从而解不等式.
【详解】令,,
则,
当时,,
故在上单调递减,
则当时,,;
当时,,;
又函数可导,则该函数必连续,所以当时,;
因为可导函数是定义在R上的奇函数,故,
当时,
所以,解得,
又,故不等式的解集为.
故选:B
【题后反思】
本题考查利用构造函数、奇偶性及单调性解不等式.遇含导函数的不等式,可构造新函数,借导数判断单调性,结合奇偶性定函数值符号,再分情况解不等式.
【再练一个】
4.已知函数是奇函数的导函数,且满足时,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
考向五 构造三角函数型
【典例解读】
例5.已知函数的定义域为,其导函数是.若对任意的有,则关于的不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据给定条件,构造函数,利用导数探讨函数的单调性,再利用单调性求解不等式即得.
【详解】令函数,,求导得,
因此函数在上单调递减,不等式,
即,解得,
所以原不等式的解集为 .
故选:B
【题后反思】
本题考查构造函数解不等式,关键是根据条件构造,借导数判单调性.遇含与导数的式子,要观察结构,合理构造函数,利用单调性转化不等式,需提升构造与逻辑推理能力,掌握函数性质解题技巧 .
【再练一个】
5.定义域为的函数满足,其导函数为,当时,有成立,则关于x的不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
考向六 复杂构造型
【典例解读】
例6.(24-25高二下·甘肃甘南·期末)已知函数的导函数为,若对恒成立,则下列不等式中,一定成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】构造函数,,求导后利用已知得出其正负,确定出函数的单调性后可得.
【详解】设,,则
,
,
因为对恒成立,所以,
所以在上单调递减,在上单调递增,
则,
可得:,即.
.
结合选项可知D一定成立,
故选:D.
【题后反思】
本题需构造双函数,借导数判单调性解题.遇复杂导数不等式,要大胆构造函数,通过求导分析正负定单调性.需提升构造思维,灵活运用导数工具,从式子结构找灵感,精准转化条件解不等式 .
【再练一个】
(24-25高二下·山东青岛·期中)
6.已知函数的定义域为,导函数为,不等式恒成立,且,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
(24-25高二下·福建福州·期中)
7.已知是函数的导数,,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
(24-25高二下·湖北·期中)
8.已知函数..为定义在上的偶函数,当时,,则下列正确的为( )
A. B.
C. D.
(24-25高二下·黑龙江·期中)
9.已知定义在上的函数的导函数满足,则( )
A. B.
C. D.
(24-25高二下·重庆·阶段练习)
10.已知函数是定义在上的偶函数,其导函数为.且当时,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
(24-25高二下·山东德州·期中)
11.已知定义在上的函数的导函数为,且,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
(24-25高二下·山东威海·期中)
12.定义在上的奇函数的导函数为,当时,恒有,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
13.已知可导函数是定义在上的奇函数.当时,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
试卷第1页,共3页
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