内容正文:
第09讲 构造函数解不等式
目 录
高考分析 1
学习目标 2
知识要点 4
解题策略 5
题型归纳 6
题型01: 根据导数四则运算构造辅助函数 6
(一)→ 8
(二)→ 11
(三)→ 16
题型02:构造或(,且)型 19
题型03:构造或(,且)型 25
题型04:构造或型 37
题型05:构造或型 41
题型06:构造型 42
题型07:复合型构造 47
题型08:构造求参——同构型 52
题型09:构造求参——二次构造型 55
题型10:构造求参——数列型构造 60
题型11:根据不等式(求解目标)构造具体函数 66
构造函数解不等式是高考导数模块的核心综合考点,兼具工具性与思维性,常与函数单调性、奇偶性、极值、放缩法融合,以小题压轴或解答题分问形式呈现,是高考区分中档生与尖子生的关键题型,新高考背景下考查频次与综合度持续提升。
1. 考查频次与分值占比
①题型分布:新高考Ⅰ/Ⅱ卷、全国甲/乙卷年均考查1~2处,5分小题(选择11/12、填空15/16)为主,偶在导数解答题(12分)中作为第1小问出现,总分值占导数板块的30%左右。
②难度定位:中等偏上至难题,小题侧重构造技巧与快速推理,解答题侧重综合分析与分类讨论,是高分段必争得分点。
2. 核心考查类型及占比
考查类型 高考占比 核心特征 典型载体
抽象函数型不等式 25% 无具体解析式,仅给与的关系 、
具体函数型不等式 50% 含、、幂函数的混合不等式,需移项构造 、、
含参数不等式求解 25% 结合参数讨论解集,需分析参数对函数单调性的影响 、
3. 近5年命题趋势
① 融合性增强:不再孤立考查,常结合函数奇偶性、周期性、隐零点、极值点偏移,如利用奇偶性构造对称函数解抽象不等式,是新高考核心创新方向;
②构造轻量化,变形重强化:弱化复杂函数求导,强化代数式移项、拆分、恒等变形能力,重点考查“如何变形成可构造的形式”;
③ 抽象向具体过渡:纯抽象函数不等式占比下降,半抽象半具体题型增多(如已知f(x)的导数形式,结合具体区间解不等式);
④与实际背景脱钩:摒弃应用题外壳,聚焦数学本质,侧重导数工具与函数思想的应用。
4、高考命题常见陷阱设置
① 定义域陷阱:构造的辅助函数定义域含隐含限制(如分式分母不为0、对数真数大于0),忽略则直接导致解集错误,是高考最基础也最易踩的陷阱;
②构造等价性陷阱:移项变形时未保证等价性,如两边乘除含变量的式子(如x),未讨论符号,导致不等式方向错误;
③ 参数临界陷阱:参数临界值(如a=0、a=1)处函数单调性发生突变,遗漏临界值讨论则解集不完整;
④抽象函数奇偶性陷阱:抽象函数不等式常结合奇偶性,若未先判断辅助函数的奇偶性,直接用单调性解不等式,易导致区间漏解。
结合高考考情与题型梯度,从基础、提升、拔高、素养四个维度制定学习目标,实现从“会构造、能求解”到“快构造、巧求解、避陷阱”的进阶,适配高考不同难度层级的考查要求。
一、基础层级目标(全员必达,对应高考基础题)
知识目标
1. 理解构造函数解不等式的核心原理:将不等式问题转化为函数单调性与最值问题,通过判断构造函数的符号求解解集。
2. 熟记8类经典逆向构造模型(抽象函数核心),掌握导数四则运算法则逆用的构造逻辑,能精准匹配条件与辅助函数。
3. 掌握具体不等式的标准化构造步骤:移项整理为F(x)>0(或<0)形式,明确构造函数的基本方法。
4. 牢记函数定义域的约束作用,知道对数、分式、偶次根式等对定义域的限制,是解不等式的前提。
能力目标
1. 能解决无参数具体不等式:针对含e^x、ln x、幂函数的简单混合不等式,完成移项、构造函数、求导判单调性的完整流程,求解解集。
2. 能破解基础抽象函数不等式:对f'(x)+f(x)>0、xf'(x)+f(x)>0等典型形式,快速构造辅助函数,结合单调性解不等式。
3. 规范书写解题步骤,做到定义域先行、求导准确、单调性判断清晰,无基础性逻辑错误。
应试目标
1. 独立解决高考中基础难度的构造解不等式题,正确率≥95%,耗时≤2分钟。
2. 规避定义域遗漏、移项不等价等基础陷阱。
二、提升层级目标(中档提分,对应高考中档题)
知识目标
1. 深化具体函数构造技巧,掌握含换元的构造方法,能将复杂超越结构(如x、x\ln x)通过换元转化为基础函数。
2. 理解含参数不等式的分类讨论逻辑,明确参数对构造函数单调性、极值点的影响,掌握参数临界值的判定方法。
3. 掌握抽象函数与奇偶性、周期性的融合知识,能结合函数奇偶性拓展不等式的解集范围。
能力目标
1. 能解决含单一参数的不等式求解问题,按“参数临界值→分区间讨论单调性→确定解集”的流程完成求解。
2. 能处理半抽象半具体不等式,结合已知函数解析式与导数条件,构造辅助函数并解不等式。
3. 具备解题纠错能力,能排查求导错误、单调性误判、参数讨论遗漏等常见问题。
4. 学会用特殊值法验证解集的合理性,规避计算失误。
应试目标
1. 独立解决高考中等难度的构造解不等式小题(选择11题、填空15题),正确率≥90%,耗时≤3分钟。
2. 能规范书写含参数不等式的分段解集,做到逻辑清晰、边界准确。
三、拔高层级目标(高分冲刺,对应高考压轴题)
知识目标
1. 掌握隐零点处理的核心知识,理解隐零点设而不求的思想,能通过隐零点代换消去超越项,分析构造函数的最值。
2. 掌握多参数不等式的简化技巧,能通过分离参数、主元法将多参数问题转化为单参数或无参数问题。
3. 理解构造函数的放缩辅助技巧,能结合≥x+1、ln x≤x-1等放缩公式,简化构造函数的最值分析。
4. 掌握极值点偏移背景下的不等式构造,能结合函数对称性构造辅助函数,解双变量不等式。
能力目标
1. 能攻克含隐零点的超越不等式,完成设隐零点、代换消元、分析最值的完整流程,求解解集。
2. 能解决多参数不等式与双变量不等式,通过合理构造与转化,将复杂问题拆解为基础问题。
3. 具备构造创新能力,面对陌生形式的不等式,能通过逆向思维、类比迁移自主构造合适的辅助函数,而非依赖固定套路。
4. 能精准把控参数讨论的边界,避免重复讨论或遗漏特殊情况。
应试目标
1. 独立解决高考压轴难度的构造解不等式题(选择12题、填空16题、导数解答题小问),正确率≥85%,耗时≤5分钟。
2. 能将构造函数思想迁移到导数综合题中,解决与不等式恒成立、有解结合的综合问题。
四、素养层级目标(长期提升,适配数学核心素养)
1. 函数与方程思想:形成“以函数视角看待不等式”的思维习惯,能主动建立不等式与函数的联系,实现问题转化。
2. 逻辑推理素养:通过严谨的构造、求导、单调性分析,培养步步有据的推理能力,规避主观臆断。
3. 数学运算素养:提升导数运算、代数变形、隐零点代换的运算准确性与速度,克服复杂运算的畏难情绪。
4. 分类与整合思想:掌握含参数问题的分类标准,培养分类讨论、整合结论的系统化思维。
5. 化归与转化思想:熟练将陌生、复杂的不等式问题,转化为熟悉、简单的函数单调性与最值问题,提升问题转化能力。
1、构造抽象函数模型主要观察两个结构:
(1)等价不等式的变形结构(分离变量)
(2)已知条件中关于导数的关系式特征;
2、构造抽象函数模型解不等式和比较大小,前提要求学生熟练应用两个函数的和、差、积、商的求导公式,实质上就是构造目标导函数(一元)的原函数,是一个积分的过程,学生可以通过专题训练体会求原函数和原函数的不唯一性,因题而异,构造合适的抽象函数模型;
3、本专题从函数多项式、具体的指数函数、三角函数与的关系分类构造抽象函数模型,读者朋友可以基于文章,直接根据函数的四种运算进行分类讨论和归纳,其中乘法和除法比较常见,现归纳如下:
常见函数的变形
(1)对于,构造
(2)对于f′(x)+g′(x)>0,构造h(x)=f(x)+g(x).
(3)对于,构造
(4)对于,构造
(5)对于不等式,构造函数.
(6)对于不等式,构造函数
对于不等式,构造函数
(7) 对于不等式,构造函数
对于不等式,构造函数
(8)对于不等式,构造函数
对于不等式,构造函数
(9)对于不等式,构造函数
对于不等式,构造函数
(10)对于,分类讨论:
①若,则构造
②若,则构造
(11)对于,构造.
(12)对于,构造.
(13)对于,即,构造.
(14)对于,构造.
(15)对于,构造.
(16)对于,构造.
4、构造函数是数学的一种重要思想方法,它体现了数学的发现、类比、化归、猜想、实验和归纳等思想.分析近些年的高考,发现构造函数的思想越来越重要,而且很多都用在压轴题(无论是主观题还是客观题)的解答上.
构造函数的主要步骤:
(1)分析:分析已知条件,联想函数模型;
(2)构造:构造辅助函数,转化问题本质;
(3)回归:解析所构函数,回归所求问题.
1. 小题快速破题策略(3~5分钟)
① 抽象型:熟记8类经典逆向构造模型(见下表),做到“见形式,秒构造”,再结合奇偶性、单调性解不等式;
②具体型:先移项化为F(x)>0,优先构造简单可导的函数,避免复杂复合函数,若单调性明确,直接求最值判断解集;
③技巧兜底:小题可采用特殊值代入法排除错误选项,如解含参数不等式时,取参数特殊值验证解集范围。
2. 解答题规范解题策略
①步骤标准化:移项构造F(x)→明确定义域→求导F'(x)→分析F'(x)符号,确定F(x)单调性→求F(x)极值/最值→结合最值解不等式;
②参数讨论原则:先定临界,再分区间,以函数极值点是否在定义域内、导数零点的个数为分类标准,避免重复或遗漏;
③ 隐零点处理技巧:设F'()=0,表示出或\ln,代入F(x)的表达式消去超越项,进而分析F(的符号。
3. 失分规避要点
① 构造函数后第一步先写定义域,标注在解题过程首行;
②移项变形时,不随意乘除含变量的式子,若需乘除,先讨论变量符号;
③ 含参数讨论时,最后整合解集,按参数范围写出分段解集,避免逻辑混乱。
4.备考重点方向
① 夯实构造模型:专项训练8类经典逆向构造模型,形成条件反射,提升抽象不等式的构造速度;
② 强化变形能力:针对性练习“超越不等式移项、拆分、换元”技巧,重点突破“xe^x、x\ln x”等高频结构的变形;
③突破参数与隐零点:专题训练含参数不等式的分类讨论和隐零点代换技巧,积累典型例题的解题套路;
④规范解题步骤:按高考评分标准书写解题过程,避免因步骤不规范导致的步骤分丢失。
题型01: 根据导数四则运算构造辅助函数
【典型例题1】已知定义在上的函数的导函数为,若,且,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设,求导可得在上单调递减,再根据转化为,再结合的单调性求解即可.
设,则.
因为,所以,即,
所以在上单调递减.
不等式等价于不等式,即.
因为,所以,所以.
因为在上单调递减,所以,解得
故选:A
【变式训练1-1】设,分别是定义在R上的奇函数和偶函数,当时,,且,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】设,可得奇偶性,求导数确定的单调性,由单调性解不等式.
设,则,
时,,递增,
又是奇函数,所以,从而,
由得,
,
,所以是奇函数,
所以在时也是增函数,,
所以由得,
综上,不等式的解为.
故选:D.
【变式训练1-2】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
【解析】令,由已知条件可得在上单调递增,不等式可转化为,即,进而有ex>10,解不等式即可得答案.
解:令,
因为定义在上的函数满足,
所以,
所以在上单调递增,
因为,
所以,
所以不等式可转化为,即,
所以ex>10,
所以x>ln10,
所以不等式的解集为.
故选:B.
(一)→
【典型例题1】已知函数的定义域为,,为导函数,且对任意,均有,则的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】令,求出的解析式,得到关于的不等式,求出的取值范围即可.
令,则,且,
所以在单调递增,
所以,即,
解得.
故选:A.
【点睛】本题考查了构造函数,函数的单调性问题,考查导数的应用,属于基础题.
【典型例题2】已知、都是定义在上的函数,且恒成立,设(且),又有,则的值为 .
【答案】
【解析】设函数,利用导数求得函数为递减函数,从而得到,解方程即可得答案;
设函数,则,
又∵,∴,
∴为减函数,∴,
∵,即,解得 (舍)或 (取).
故答案为:.
【点睛】本题考查导数判断函数的单调性,考查逻辑推理能力、运算求解能力,求解时注意舍去不合题意的根.
【变式训练1-1-1】已知函数满足,且的导函数,则的解集为
A. B. C.或 D.
【答案】B
【解析】构造函数,通过求导分析函数单调性结合条件即可得解.
令,则,
所以在R上单调递减.
又,所以.
则即为,可得.
故选B.
【点睛】本题主要考查了利用函数导数研究函数的单调性,用到了构造函数的思想,属于中档题.
【变式训练1-1-2】已知定义在上的函数的导函数为,且对任意都有,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】令,利用导数法判断其单调性,再利用其单调性解不等式.
解:令,
则,
所以在R上递增,
又,
则不等式等价于,
所以,
故选:A
【变式训练1-1-3】设函数在上可导,,有且;对,有恒成立,则的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】构造函数,由,可得函数为奇函数.利用导数可得函数在和上是增函数,结合函数的单调性解不等式即可.
解:解:令,
,
函数为奇函数.
时,,
故函数在上是增函数,故函数在上也是增函数,
可得在和上是增函数,
要解即,即
,
,
或时
故时
故选:
【点睛】本题主要考查函数的奇偶性、单调性的应用,体现了转化的数学思想,构造函数利用导数研究函数的单调性是解决本题的关键.属于中档题.
【变式训练1-1-4】设定义在上的函数的导函数满足,则
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】构造函数,通过导数可知在上单调递减,则可得,整理可得结果.
由题意知:
即在上单调递减
,即
本题正确选项:
【点睛】本题考查函数值大小的比较问题,关键是能够构造出合适的函数,通过导数求得函数的单调性,从而得到函数值的大小关系.
(二)→
【典型例题1】已知函数是定义在上的偶函数,当时, ,若,则不等式的解集为
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】分析:由联想到构造函数,此函数是奇函数,在时,,从而具有单调性,再结合已知可求得不等式解集.
设,则,∴是奇函数,又时,,因此此时是减函数,于是在时,也是减函数,由,得,∴的解集为,故选D.
点睛:构造新函数是导数的一个典型应用,难点是构造的新函数的形式,在解题中常常有这些构造法:,,,等等,平常学习中要注意总结.
【典型例题2】已知定义在上的偶函数的导函数为,当时,有,且,则使得成立的的取值范围是()
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据当时,有,令,,得到在上递增,再根据在上的偶函数,得到在上是奇函数,则在上递增,然后由,得到求解.
因为当时,有,
令,
所以,
所以在上递增,
又因为在上的偶函数
所以,
所以在上是奇函数
所以在上递增,
又因为,
所以,
当,时,,此时,,
当 , 时,,此时,,
所以成立的的取值范围是.
故选:A
【点睛】本题主要考查导数与函数的单调性以及利用单调性解不等式,还考查了转化化归的思想和推理求解的能力,属于中档题.
【典型例题3】已知是定义在上的偶函数,且,当时,,则不等式的解集为 .
【答案】
【解析】令,由已知判断的奇偶性,利用导数判断的单调性,将不等式转化为,即可求得结论.
解:令,
因为是定义在上的偶函数,则,
所以,
所以为奇函数,
因为当时,,
则,
所以在上单调递增,
由奇函数的性质可得在上单调递增,
又,所以,所以,
不等式等价于,即,
所以不等式的解集为.
故答案为:.
【变式训练1-2-1】是定义在R上的可导函数,且满足.对任意正数,若,则必有( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】先构造函数,然后对其求导,根据题意,判断其单调性,即可得出结果.
令,则,因为恒成立,
所以恒成立,所以函数在R上单调递增;
因为,所以即.
故选B
【点睛】本题主要考查导数在函数中的应用,先构造函数,再由导数的方法对函数求导,判断出其单调性,即可得出结果,属于常考题型.
【变式训练1-2-2】已知函数是定义在上的偶函数,且当时,不等式成立,若,,,则,,之间的大小关系为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】构造函数,则,
当时,不等式成立,∴当时,,函数单调递减.
∵函数是定义在上的偶函数,,
∴在上是奇函数,∴在上是减函数.
而,.
本题选择C选项.
【变式训练1-2-3】函数是定义在上的偶函数,当时(其中是的导函数),若,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】构造函数,根据其单调性和奇偶性,结合指数函数和对数函数的单调性,即可比较大小.
令,又为定义在上的偶函数,则,
故为定义在上的奇函数;
又,由题可知,当时,,即在单调递增,
结合是上的奇函数可知,为上的单调增函数;
又,
又,,,
故.
故选:B.
【变式训练1-2-4】设函数是上可导的偶函数,且,当,满足,则的解集为
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】先构造函数,再利用函数单调性解不等式.
令,因为函数在上是可导的偶函数,所以在上也是偶函数
又当时, 在上是增函数
由得
选B.
【点睛】本题考查利用导数研究函数单调性以及利用函数性质解不等式,考查综合分析求解能力,属中档题.
【变式训练1-2-5】设是函数定义在上的导函数,满足,则下列不等式一定成立的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题意构造函数,结合函数的解析式和导函数的符号可确定函数的单调性,由函数的单调性即可确定题中所给的不等式是否正确.
是函数定义在(0,+∞)上的导函数,满足,
可得,
令,则,
∴函数在(0,+∞)上单调递增.
∴,
∴.
故选B.
【点睛】本题考查函数与导数的应用,正确构造函数,熟练掌握利用导数研究函数的单调性是解题的关键.
【变式训练1-2-6】设函数是定义在上的可导函数,其导函数为,且有,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】构造函数,求导可知其在上单调递减,进而整理所求不等式为,由函数单调性构建不等式组,解得答案.
构造函数,则
所以函数在上单调递减,
则,即,故.
故选:C
【点睛】本题考查在导数的应用中构造函数解不等式,属于中档题.
(三)→
【典型例题1】若函数在上可导,则
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】分析:根据题中所给的条件,联想函数的求导法则,构造新函数,利用导数与单调性的关系确定出函数的单调区间,从而比较出函数值的大小,最后确定出正确结果.
根据可得,
可知当时,,即,
所以可知函数在上是增函数,即,
从而得,故选A.
点睛:该题考查的是有关比较函数值的大小的问题,在解题的过程中,构造新函数就起了关键性的作用,之后利用导数研究其单调性,从而求得正确结果.
【典型例题2】已知定义在上的函数的导函数为,且满足,,则的解集为 .
【答案】
【解析】构造新函数,利用已知可以判断出新函数的单调性,最后利用单调性进行求解即可.
设,因为,
所以是上的减函数,
因为,所以,
因此.
所以的解集为.
故答案为:
【变式训练1-3-1】定义在上的奇函数满足时,都有不等式成立,若,,,则a,b,c的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据构造函数,可得函数为减函数,又由为奇函数可知为偶函数,据此可比较大小.
当时不等式成立,
,
在上是减函数.
则,,,
又函数是定义在上的奇函数,
是定义在上的偶函数,则,
,在上是减函数,
,则,
故选:A.
【变式训练1-3-2】记定义域为的函数的导函数为,且对任意的都有,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为,可构造函数,利用导数可知,在单调递增,即可得,化简即可判断出正确选项.
不妨设,因为,设,则,
所以在单调递增,所以,即,从而.
故选:A.
【点睛】本题主要考查利用导数解决函数的单调性问题,解题关键是构造出合适的函数模型,意在考查学生的数学建模能力,属于中档题.
【变式训练1-3-3】设是定义域上的连续可导函数,且>0,若对任意实数,>,则当>时有( )
A.> B.<
C.> D.<
【答案】A
【解析】构造函数,利用题设条件和函数的导数,求得新函数单调性,再利用新函数的单调性,即可求解,得到答案.
由题意,令函数,则,
因为,所以,所以函数为单调递增函数,
又由,所以,即,
又由,则,
所以>,故选A.
【点睛】本题主要考查了函数的单调性及其应用,其中解答根据题设条件构造新函数,利用导数求得新函数的单调性是解答的关键,着重考查了构造思想,以及推理与运算能力,属于中档试题.
【变式训练1-3-4】设,是定义域为的恒大于零的可导函数,且,则当时,有( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】首先根据题意得到,从而得到在R上为减函数.再利用的单调性求解即可.
因为,
所以,即在R上为减函数.
又因为,所以.
且,在R上恒大于零,所以,即C对,B错,
因为是满足题意的一个解,但,所以AD都错,
故选:C
题型02:构造或(,且)型
【典型例题1】函数是定义在上的可导函数,其导函数为,且满足,若不等式在上恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设,,
所以函数在上为增函数.
由的定义域为可知,得,
将不等式整理得,即,
可得在上恒成立,即在上恒成立;
令,其中,所以
,令,得.
当时,,所以在上单调递增;
当时,,所以在上单调递减;
所以,即
故选:B.
【典型例题2】【多选】已知函数满足,.则当时,下列说法中正确的是( )
A. B.只有一个零点
C.有两个零点 D.有一个极大值
【答案】BD
【解析】令,则,
所以,,所以,.
又,则,解得.
所以,.
则,,且,A项错误.
当时,,则在上单调递增;
当时,,则在上单调递减.
所以,在处有极大值为,
且只有一个极值点,D正确.
且时,有恒成立.
又,所以只有一个零点,B项正确,C项错误.
故选:BD.
【典型例题3】定义在上的函数的导函数为,若,且,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设,则,因为,所以在上单调递减.
因为,所以,所以当时,,当时,,故不等式的解集为.
故选:B.
【变式训练2-1】已知定义在R上的函数的导函数为,若对任意的实数x,不等式恒成立,且,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】引入函数,由导数确定其单调性,题设不等式转化为关于函数的不等式,然后由单调性求解.
设,则,所以在R上单调递减;由,得,即,所以,解得.
故选:A.
【变式训练2-2】定义在上的可导函数的导函数记为,若为奇函数且,当时,,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设,根据题意求得函数在为单调递增函数,然后分,和三种情况进行求解即可
设,则,
因为当时,成立,所以,为递减函数,
又因为函数为奇函数,可得,
则,所以函数为偶函数,
所以函数在为单调递增函数,
因为,所以,,,
当时,由为奇函数可得不满足题意;
当时,由可得,所以;
当时,由可得,所以,此时,
综上所述,不等式的解集是
故选:D
【变式训练2-3】设定义R在上的函数,满足任意,都有,且时,,则,,的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】依题意,任意,都有,所以是周期为的周期函数.
所以.
构造函数,
所以在区间上单调递增,所以,
即,也即.
故选:A
【变式训练2-4】定义在上的函数的导函数为,且恒成立,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设函数,,则,
所以在上单调递减,从而,
即,则.
故选:A.
【变式训练2-5】设定义在的函数的导函数为,且满足,则关于x的不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】构造函数,再根据题意分析的单调性,
再化简可得,再利用函数的单调性与定义域求解即可.
解:令,,所以在上单调递增,
,即,
所以,,所以,故选:A.
【变式训练2-6】已知定义域为的奇函数的导函数为,当时,,若,则的大小关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】利用条件构造函数,然后利用导数研究函数的单调性,利用函数的单调性比较大小.
解:根据题意,设,
若为奇函数,则,则函数为偶函数,
当时,,
又由当时,,则,则函数在上为减函数,
,(2),,
且,则有;故选.
【变式训练2-7】已知定义在R上的偶函数,其导函数为.当时,恒有,若,则不等式的解集为
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】根据为偶函数,则也为偶函数,利用导数可以判断在为减函数,则不等式可转化为,解不等式即可得到答案.
解:是定义在R上的偶函数, .
时,恒有,
又,在为减函数.
为偶函数, 也为偶函数在为增函数.
又,,即,化简得,得.故选A.
【变式训练2-8】已知奇函数是定义在上的可导函数,其导函数为,当时,有,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】构造新函数,根据条件可得是奇函数,且单调增,将所求不等式化为,即,解得,即
设,因为为上奇函数,所以,
即为上奇函数对求导,得,而当时,有
故时,,即单调递增,所以在上单调递增不等式
,
即所以,解得故选A项.
【变式训练2-9】已知奇函数的导函数为,当时,,若,,则的大小关系正确的是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】令,则,根据题意得到时,函数 单调递增,求得,再由函数的奇偶性得到,即可作出比较,得到答案.
由题意,令,则,
因为当时,,所以当时,,
即当时,,函数单调递增,
因为,所以,
又由函数为奇函数,所以,
所以,所以,故选D.
【变式训练2-10】已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,f′(x)为f(x)的导函数,且满足当x<0时,有xf′(x)﹣f(x)<0,则不等式f(x)﹣xf(1)>0的解集为( )
A.(﹣1,0)∪(1,+∞) B.(﹣∞,0)∪(0,1)
C.(﹣∞,﹣1)∪(1,+∞) D.(﹣1,0)∪(0,1)
【答案】A
【解析】构造函数,则,所以在单调递减,由是奇函数,可得是偶函数,所以在上单调递增,进一步分析出偶函数的单调性在对称区间内单调性相反。故建立不等式组,解不等式组求得结果.
设,则,所以在单调递减,又是奇函数,所以是偶函数,所以在上单调递增,当时, 等价于,即,所以,当时,等价于,即,所以.故选:.
【变式训练2-11】已知定义在上的函数的导函数为,若, 则不等式的解集为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】不等式的的解集等价于函数图像在下方的部分对应的x的取值集合,那就需要对函数的性质进行研究,将还原为,即,在R上单调递减,且,故当,,即可解得不等式解集.
解:令因为所以,故
故在R上单调递减,又因为所以,
所以当,,即的解集为故选B.
题型03: 构造或(,且)型
【典型例题1】设函数的定义域为,是其导函数,若,,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】构造函数,通过求导判断函数的单调性,利用函数的单调性解不等式即可.
令,则,
因为,所以,化简可得,
即,所以函数在上单调递增,因为,化简得,
因为,,所以,解得,
所以不等式的解集是.故选:A
【典型例题2】定义在R上的函数满足:,,则关于不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】构造函数,由得的单调性,再将不等式转化为,由构造函数的单调性与即可求解.
设,则,
, , 又,
所以, 在定义域上单调递增,
对于不等式转化为,
又,,
, 而在定义域上单调递增,
故选:D
【典型例题3】已知定义在上的函数的导函数为,且,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】令,函数的定义域为,
因为
所以,
故
故在R上单调递减,
又因为
所以,,
所以不等式可化为,
所以,
所以的解集为
故选:B.
【典型例题4】已知是定义在上的函数,其导函数为,且不等式恒成立,则下列不等式成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】构造函数,利用导数与函数单调性的关系即可求得.
由题意,构造函数,
则
因为不等式恒成立,
所以,即在上单调递增,
对于A选项,因为,即,即,故A选项错误
对于B选项,因为,即,即,故B选项正确
对于C选项,因为,即,即,故C选项错误
对于D选项,因为,即,即,故D选项错误
故选:B
【变式训练3-1】定义域为R的可导函数的导函数为,满足且,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】构造函数,不等式可转化为,根据判断F(x)的单调性即可求解不等式.
令,则,
∴在R上单调递减,又∵,
∴,即,
∴.
故选:C.
【变式训练3-2】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-2 021f(-2 021)<f(0),e2 021f(2 021)>f(0)
B.e-2 021f(-2 021)<f(0),e2 021f(2 021)<f(0)
C.e-2 021f(-2 021)>f(0),e2 021f(2 021)>f(0)
D.e-2 021f(-2 021)>f(0),e2 021f(2 021)<f(0)
【答案】A
【解析】构造函数h(x)=exf(x),
则h′(x)=exf(x)+exf′(x)=ex[f(x)+f′(x)]>0,
所以函数h(x)在R上单调递增,
故h(-2 021)<h(0),即e-2 021f(-2 021)<e0f(0),即e-2 021f(-2 021)<f(0).
同理,h(2 021)>h(0),即e2 021f(2 021)>f(0),故选A.
【变式训练3-3】已知是函数的导数,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设,求出函数的导数,得到在上单调递增,问题等价于,即可解决.
令,则,
因为,
所以,即,
设,
所以,
因为,
所以,所以在上单调递增,
因为,
所以,
所以等价于,
则,即,解得.
所以不等式的解集是.
故选:C
【变式训练3-4】已知函数在上可导,其导函数为,若满足:,,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】构造函数,根据题意,求得的单调性,再利用函数的对称性,即可求得答案.
构造函数,则.
因为满足,
所以当时,.所以.此时函数单调递减;
当时,.所以.此时函数单调递增;
由已知,变形得,即,所以图像上的点关于的对称点也在函数图像上,即函数的图像关于直线对称,
不等式,可变形为,即 ,
由函数在上单调递减,在上单调递增,且,有,解得.
故选:A.
【变式训练3-5】设是定义在R上的连续的函数的导函数,(e为自然对数的底数),且,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】构造函数,利用导数研究函数的单调性,然后利用函数单调性即得.
设,则,
∵,
∴,函数在R上单调递增,
又,
∴,
由,可得,
即,又函数在R上单调递增,
所以,即不等式的解集为.
故选:C.
【变式训练3-6】已知函数是定义在上的函数,且满足,其中为的导数,设,,,则、、的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】构造函数,结合条件与导数求得的单调性,从而得解.
令,则,
因为,而恒成立,所以,
所以在上单调递增,
又,所以,
因为,,,
所以,即.
故选:D.
【点睛】关键点睛:本题的突破口是构造函数,熟练掌握与等抽象函数的导数是解决该类问题的关键.
【变式训练3-7】已知定义在R上的偶函数(函数的导数为)满足,e3f(2018)=1,若,则关于x的不等式的解为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为,所以周期为3,为偶函数,所以f(2018)= f(2)= f(-1)= f(1) ,令,则,,
由得,所以x-2>1,x>3,即解为,选B.
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:如构造,构造,构造,构造等.
【变式训练3-8】已知定义在上的函数的导函数为,且,设,,则,的大小关系为
A. B. C. D.无法确定
【答案】A
【解析】令,则.
即在上为增函数.
所以,即,整理得:,即.
故选A.
点睛:本题主要考查构造函数,常用的有:,构造xf(x);
2xf(x)+x2f′(x),构造x2f(x);
,构造;
,构造;
,构造.等等.
【变式训练3-9】设是定义在上的函数,其导函数为,若,,则不等式(其中为自然对数的底数)的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】构造函数,再结合可以得到函数
的单调性,不等式可以整理为,再根据函数的单调性即可得到解集.
构造函数,
所以,
又因为,所以,在上单调递增,
因为,所以,
不等式,可整理为,即,
因为函数在上单调递增,所以.
故选:D.
【变式训练3-10】已知函数的定义域为,满足(为的导函数),设,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】构造函数,再求导分析函数的单调性,进而结合判断大小关系即可.
由,化简,令,则,所以函数在上单调递增,,所以.
故选:D
【变式训练3-11】(多选)定义在R上的函数的导函数为,且对恒成立,则下列选项不正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【解析】构造出函数,再运用求导法则求出其导数,借助导数与函数单调性之间的关系及题设中,从而确定函数是单调递减函数,然后可判断出每个答案的正误.
构造函数,
因为,
故函数在R上单调递减函数,
因为,所以,即
故B正确,A错误
因为,即,所以,故C错误
因为,即,所以,故D错误
故选:ACD
【点睛】解答本题的难点所在是如何依据题设条件构造出符合条件的函数,这里要求解题者具有较深的观察力和扎实的基本功,属于较难题.
【变式训练3-12】已知是定义在上的奇函数,且当时,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】根据当时,,构造,借助新函数的单调性比较大小.
设,则,
又当时,,
∴,
∴在上单调递减,
∵,∴即,故A错误;
∵,∴即,故B错误;
∵,∴,
又是定义在上的奇函数,
∴,故C正确;
∵,∴,即,故D错误.
故选:C
【变式训练3-13】设函数的导函数为,若对任意都有成立,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】构建,求导,结合题意分析可得在上单调递增,再根据单调性分析判断.
构建,则,
∵对任意都有成立,则,且,
∴对任意恒成立,则在上单调递增,
又∵在上单调递增,则,
∴,即,
故.
故选:A.
【变式训练3-14】已知定义在上的函数的导函数,且,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
解析】据已知不等式构造函数,结合导数的性质进行求解即可.
构造函数,因为,
所以,因此函数是增函数,
于是有,
构造函数,因为,
所以,因此是单调递减函数,
于是有,
故选:D
【变式训练3-15】已知是定义在上的函数,导函数满足对于恒成立,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【解析】构造,求导,根据判断的单调性,然后逐一验证选项得答案.
构造,则,导函数满足,则,在上单调递减,
,则由在上单调递减得,即,所以有;
,则由在上单调递减得,即,所以有;
故选:D.
【点睛】考查构造函数:满足“”形式,优先构造,然后利用函数的单调性求解即可,注意选项的转化.
【变式训练3-16】已知函数的定义域为,,其导函数满足,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】构造函数,判定其单调性计算即可.
根据题意可令,
所以在上单调递减,
则原不等式等价于,
由,
解之得.
故选:B
【变式训练3-17】已知定义在上的函数,当时,,为其导函数,且满足恒成立,若,则,,三者的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由可得,,所以,故考虑构造函数,根据导数与函数的单调性的关系证明在上单调递减,利用函数的单调性比较的大小,再证明可得结论.
设,则,
因为,所以,
所以函数在上单调递减,
又,所以,
所以,所以,
设,
则,
因为,所以,
当且仅当时,,
所以在上为减函数,
所以,即,
又当时,,所以,
又,所以,
由,可得,
所以,
所以,
故选:B.
【点睛】本题的关键在于结合已知条件构造恰当的函数,利用导数与函数的单调性的关系,判断函数的单调性,再利用单调性比较函数值的大小即可.
【变式训练3-18】定义在R上的函数的导函数为,,若对任意,都有,则使得成立的的取值范围为 .
【答案】
【解析】构造函数,对其求导,根据题中条件,由导数的方法判定函数单调性,进而可求出结果.
构造函数,,
因为对任意,都有,
所以恒成立,
所以函数在R上单调递增,
由,解得,
所以的取值范围为.
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:
求解本题的关键在于,构造函数,结合题中条件,由导数的方法判定函数单调性,即可求解出结果.
题型04:构造或型
【典型例题1】已知定义在上的函数的导函数为,任意,有,且,设,,,则
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】根据题意构造函数,得到,得到是增函数,再根据题干得到g(x)是偶函数,代入解析式可得到最终结果.
构造函数,所以函数是增函数,因为,即,
故函数是偶函数,上函数是增函数,故
代入解析式得到<<,故.
故答案为A.
【点睛】这个题目考查了导数在研究函数的单调性中的应用,以及函数奇偶性的应用,考查了利用单调性解决不等式问题,这道题目属于抽象函数解不等式;除此之外,如果题目中给出函数的解析式,但是通过直接解不等式非常麻烦的题目,也可以通过研究函数的单调性,奇偶性等来得到不等式的解集.
【典型例题2】已知奇函数的导函数为,且在上恒有成立,则下列不等式成立的( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】构造函数,由得,即,即可得到单调性,再结合的奇偶性,即可对选项进行判断
构造函数,由在上恒有成立,即在上为增函数,又由为偶函数,,故A错误.
偶函数在上为增函数,在上为减函数,
,故B正确;
,,故C错误;
,,故D错误.
故选:B
【变式训练4-1】已知奇函数的导函数为,且在上恒有成立,则下列不等式成立的( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】构造函数,由在上恒有成立,即在上为增函数,又由为偶函数,,故A错误.
偶函数在上为增函数,在上为减函数,
,故B正确;
,,故C错误;
,,故D错误.
【变式训练4-2】已知函数及其导函数的定义域均为,且为偶函数,,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据已知条件构造函数,再利用导数的正负与函数单调性的关系及偶函数的定义,结合函数的单调性及一元一次不等式的解法即可求解.
已知,
令,则
,
所以在上单调递减,
又因为偶函数,所以,所以,
,
所以不等式等价于,
则,解得,
所以不等式的解集为
故选:A.
【变式训练4-3】已知是函数的导函数,,且对于任意的有.则下列不等式一定成立的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】设,,根据已知条件,利用导数得到为增函数,由可推出A正确;由可推出B不正确;由可推出C不正确;由可推出D不正确.
因为对于任意的有.又,,
所以,
设,,则,
因为当时,,所以,
所以在上为增函数,
因为,所以,所以,所以,所以,故A正确;
因为,所以,所以,所以,所以,故B不正确;
因为,所以,所以,所以,所以,故C不正确;
因为,所以,所以,所以,所以,故D不正确;
故选:A
【变式训练4-4】已知是定义在上的奇函数,且图象连续不间断,函数的导函数为.当时,,其中为自然对数的底数,则( )
A.在上有且只有1个零点 B.在区间上单调递增
C. D.
【答案】ACD
【解析】构造,根据已知及奇偶性定义、导数研究函数的性质得到在R上单调递减,且时,时,,进而判断各项的正误.
令,而是定义在上的奇函数,则,
,即在R上也是奇函数,
而,当时,,
所以在上单调递减,结合奇函数性质知:在R上单调递减,
综上,时,时,,故,
显然时,故时,时,
所以在上有且只有1个零点,,,A、C、D对;
由,显然在上单调递增,且,
在上单调递减,在上单调递增,且周期为,,
所以在上不一定单调,B错.
故选:ACD.
题型05:构造或型
【典型例题】已知函数对任意的满足(其中是函数的导函数),则下列不等式成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】构造函数,,则,所以在上单调递增,
则,所以,即,故A不正确;
则,所以,即,故B不正确;
则,所以,即,故C正确;
则,所以,即,故D不正确.
故选:C.
【变式训练5-1】【多选】定义在上的函数,已知是它的导函数,且恒有成立,则有( )
A. B.
C. D.
【答案】CD
【解析】令,则,
由已知可得,即在上单调递减.
所以,
故,,即C、D选项正确.
故选:CD
【变式训练5-2】已知函数的定义域为,其导函数是.有,则关于x的不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】令,根据题设条件,求得,得到函数在内的单调递减函数,再把不等式化为,结合单调性和定义域,即可求解.
由题意,函数满足,
令,则
函数是定义域内的单调递减函数,由于,关于的不等式可化为,即,所以且,解得,
不等式的解集为.故选:B
题型06:构造型
【典型例题1】已知是定义在上的奇函数,是的导函数,且满足:则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据给定含导数的不等式构造函数,由此探求出在上恒负,在上恒正,再解给定不等式即可.
令,,则,在上单调递减,而,
因此,由得,而,则,由得,而,则,又,
于是得在上,,而是上的奇函数,则在上,,
由得:或,即或,解得或,
所以不等式的解集为.
故选:D
【典型例题2】已知定义在上的连续奇函数的导函数为,已知,且当时有成立,则使成立的的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】根据题意,设,对求导,利用导数与函数单调性的关系分析可得在上单调递减,分析的特殊值,结合函数单调性分析可得在区间和上,都有,结合函数的奇偶性可得在区间和上,都有,进而将不等式变形转化,解得的取值范围,即可得到答案.
令,则,
因为当时有成立,所以当时,恒成立,所以在上单调递减,
所以当时,,所以,又,所以,
当时,,所以,又,所以,在是连续的函数,
且,所以,时,,又由为奇函数,时,,
所以或,解得或,
则的取值范围是.故选:B.
【典型例题3】设定义在上的函数恒成立,其导函数为,若,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题设构造,易知上,即单调递减,进而可比较、的大小.
由题意,在上的函数恒成立,
若,则,
∵上,即,
∴在上单调递减,而,故
∴,可得.
故选:B
【变式训练6-1】已知函数满足(其中是的导数),若,,,则下列选项中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据已知条件构造函数,利用导数法求函数的单调性及指数函数的单调性,结合不等式的性质即可求解.
由,得,令,,则
,所以在上恒成立,
所以在上为减函数,因为,且在上单调性递增;
所以,所以,
所以,所以,即.故选:A.
【变式训练6-2】设函数是奇函数的导函数,时,,则使得成立的的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】令,,根据已知条件可得当时,单调递减,且,根据单调性和奇偶性可得时,;当时,,再分情况讨论即可求解.
令,,则对于恒成立,
所以当时,单调递减,又因为,
所以当时,;此时,所以;当时,,此时,所以;
又因为是奇函数,所以时,;当时,;
因为,所以当时,,解得;①
当时,,解得;②
综合①②得成立的的取值范围为,故选:A.
【变式训练6-3】已知函数是奇函数的导函数,且满足时,,则的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】根据题意,构造函数,,利用 的导数与函数单调性的关系分析可得在上为减函数,分析的特殊值,结合函数的单调性分析可得在区间和上,都有,结合函数的奇偶性进而将不等式变形转化求出不等式的解集即可.
设,,可知函数在时单调递减,
又,可知函数在大于零,且,可知,
同理在上,,可知函数在和均有,
又为奇函数,则在区间和上,都有,
由得或,可知不等式的解集为.故选C.
【变式训练6-4】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】A
【解析】设,,则由题意可知,设,,则有,不等式等价于,利用单调性求解即可.
设,,不等式恒成立,可知,
设,,则,,
且,
于是在上单调递增,注意到,
不等式,等价于,
即,得,解出.故选:A.
【变式训练6-5】已知是定义在上的奇函数,是的导函数,当时,,且,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】令,根据题意可得函数在上递增,从而可得出函数在上的符号分布,从而可得函数在上的符号分布,再结合是定义在上的奇函数,即可得出函数在上的符号分布,从而可得出答案.
令,则,所以函数在上递增,
又因,所以当时,,当时,,
又因当时,,当时,,
所以当时,,当时,,又因为,所以当时,,
因为是定义在上的奇函数,所以,当时,,由不等式,
得或,解得,所以不等式的解集是.故选:B.
题型07:复合型构造
【典型例题1】已知定义在上的函数满足(为的导函数),且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由已知可得,令,可得在上单调递增,进而可得,,可得结论.
由题意可得,即,
令,则,
所以在上单调递增,因为,所以,
所以,所以,所以,
所以,所以,所以,
又,故与2的大小关系不确定.故选:D.
【典型例题2】设函数f(x)是定义在区间上的函数,f'(x)是函数f(x)的导函数,且,则不等式 的解集是
A. B.(1,+∞) C.(-∞,1) D.(0,1)
【答案】D
【解析】构造函数,求导,结合,可得在上单调递增,则不等式,可变为,则,结合单调性即可求解.
构造函数,则,由,所以,即在上单调递增.因为,则不等式,可变为,则,所以,所以,故选D
【典型例题3】设函数满足则时,
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
【答案】D
【解析】函数满足,,令,
则,由,得,令,
则在上单调递减,在上单调递增,
的最小值为.
又在单调递增,既无极大值也无极小值,故选D.
【典型例题4】已知函数,,若存在,使得,则实数的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】先构造函数,再将存在性问题转化为对应函数最值问题,通过求最值得实数的取值范围.
令,则存在,使得,即的最大值,因为在上单调递减,在上单调递增,所以最大值为,因此,选C.
【点睛】利用导数解决数学问题,往往需要需要构造辅助函数.构造辅助函数常根据导数法则进行:如构造,构造,构造,构造等
【典型例题5】.若为定义在上的连续不断的函数,满足,且当时,.若,则的取值范围 .
【答案】
【解析】由已知当时,,可构造函数,可得为奇函数,又,得在上是减函数,从而在上是减函数,再根据函数的奇偶性和单调性即可求解.
,,
设,则,则,为奇函数,
又当时,,在上是减函数,从而在上是减函数,
又,等价于,
即,,解得,故的取值范围为,
故答案为:
【变式训练7-1】已知定义在上的函数关于轴对称,其导函数为,当时,不等式.若对,不等式恒成立,则正整数的最大值为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】构造函数,求出,由题可得是在上的奇函数且在上为单调递增函数,将转化成
,利用在上为单调递增函数可得:恒成立,利用导数求得,解不等式可得,问题得解.
因为,所以,令,则,
又因为是在上的偶函数,所以是在上的奇函数,所以是在上的单调递增函数,
又因为,可化为,
即,又因为是在上的单调递增函数,所以恒成立,
令,则,因为,所以在单调递减,在上单调递增,
所以,则,所以.
所以正整数的最大值为2.故选B
【变式训练7-2】定义在上的偶函数的导函数为,若对任意的实数,都有恒成立,则使成立的实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题意构造函数,结合函数的单调性和函数的奇偶性求解实数的取值范围即可.
是上的偶函数,则函数也是上的偶函数,
对任意的实数,都有恒成立,则.
当时,,当时,,即偶函数在区间上单调递增,在区间上单调递减,
不等式即,据此可知,则或.
即实数的取值范围为.本题选择B选项.
【变式训练7-3】设函数时定义在上的奇函数,记其导函数为当时,恒成立,则关于的不等式的解集为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据题意,构造函数,结合题意对其求导可得在上为增函数,由函数时定义在上的奇函数可得在上为增函数,将不等式变形可得,进而分析可得,解可得x的取值范围,即可得到答案.
详解:根据题意,构造函数,其导数,
又由时,,则,函数在上为增函数,由函数时定义在上的奇函数,
可得在上为增函数,不等式变形可得,
可得,解得,即该不等式的解集为.故选:A.
【变式训练7-4】函数定义域为R,导函数为,满足下列条件:①任意,恒成立,②时,恒成立,则关于t的不等式:的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设函数,利用已知条件判断函数的单调性及对称性,根据所得结论化简不等式求其解集.
设函数,则,又时,恒成立,
所以当时,,所以函数在单调递增,
又因为任意,恒成立,
所以,所以,所以函数的图象关于对称,因为可化为,
所以,所以所以,所以,
所以不等式:的解集为,故选:A.
【变式训练7-5】已知函数,其中为自然对数的底数.若是的导函数,函数在区间内有两个零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由,得,所以,又=,令,则,,所以,所以:(1)若时,则,函数在内单调递减,故在内至多有一个零点;(2)若时,则,函数在内单调递增,故在内至多有一个零点;(3)若时,当时,,当时,,所以函数在上递减,在上递增,所以=.令=(),则,当时,,为增函数,当时,,为减函数,所以,即恒成立,所以函数在内有两个零点,则,解得.综上所述的取值范围为,故选A.
题型08:构造求参:同构型
【典型例题】对,当时,,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】首先不等式转化为,,再构造函数,由函数的单调性,转化为不等式,参变分离后,转化为最值问题,即可求解.
由题意可知,不等式等价于,
两边取对数得,即,
则,,,
设,由题意可知,函数在区间上单调递增,
,在区间上恒成立,即恒成立,,所以.故选:A
【变式训练8-1】若对任意的,不等式恒成立,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】首先不等式通过变形,再构造函数,转化为利用导数判断函数的单调区间,即可求参数的取值范围.
设,不等式,变形为,
设函数,则函数在区间单调递减,由,得,
当时,,单调递增,当时,,单调递减,
所以.故选:D
【变式训练8-2】已知,若对任意两个不等的正实数、都有恒成立,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】设,可得出,令,可知函数在单调递增或为常函数,可得出对任意的恒成立,利用参变量分离法可求得实数的取值范围.
若对任意两个不相等的正实数、都有恒成立,
不妨设,所以,即,
令,则,所以函数在上单调递增或为常函数,
则对任意的恒成立,则,
又函数,当时,等号成立,
所以,所以实数的取值范围是. 故选:B.
【变式训练8-3】已知函数,,当时,不等式恒成立,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据不等式,构造函数并明确其单调性,进而可得导数的不等式,利用参数分离整理不等式,构造函数,利用导数求其最值,可得答案.
当时,不等式恒成立,则,
即函数在上单调递增,则,
整理可得,令,则.
当时,,单调递减,当时,,单调递增,
,.故选:D.
【变式训练8-4】对任意的,当时,恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】将不等式等价变形,构造函数,再借助函数单调性、最值求解作答.
依题意,,令,,
则对任意的,当时,,即有函数在上单调递减,
因此,,,而,则,
所以实数的取值范围是.故选:C
题型09:构造求参——二次构造型
【典型例题1】已知函数没有极值点,则的最小值为( )
A. B. C. D.e
【答案】A
【解析】分析可知,,可知在上恒成立,故需要有在上恒成立(等号不恒成立),,求出函数的斜率为的切线方程,可得出,令,则,利用导数求出的最大值,即为所求.
因为,依题意在上没有变号零点,令,其中,若,则,则函数在上为减函数,当时,;当时,,所以,存在,使得,
且当时,,此时函数单调递增,
当时,,此时函数单调递减,不合乎题意,所以,,从而,
因为当时,,所以需满足在上恒成立,
故需要有在上恒成立(等号不恒成立),
设,令,得,
所以函数的斜率为的切线方程为,
即,所以只需要,
所以只需要即可,令,则,
故,当时,,当时,,
所以,函数的单调递增区间为,递减区间为,
所以当时取得唯一的极大值,即最大值,所以,所以.
所以,的最小值为.故选:A.
【典型例题2】已知函数没有极值点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】转化为恒成立,构造函数,求导,得到其单调性和最值,从而得到,故,换元后,构造函数,求导得到其单调性和最值,求出答案.
函数没有极值点,,或恒成立,
由指数爆炸的增长性,不可能恒小于等于0, 恒成立.
令,则,
当时,恒成立,为上的增函数,
因为是增函数,也是增函数,
所以,此时,不合题意;
②当时,为增函数,由得,
令
在上单调递减,在上单调递增,
当时,依题意有,即,
,,令,,
则,令,令,解得,
所以当时,取最大值故当,,即,时,取得最大值综上,若函数没有极值点,则的最大值为故选:B.
【变式训练9-1】已知关于的不等式对任意恒成立,则的最大值为( )
A. B.1 C. D.
【答案】C
【解析】讨论的取值范围,利用函数图象,结合导数求出,构造函数,利用导数求出函数的最值,进而得解.
设,,
若,对任意恒成立,则,对任意恒成立,
当时,在同一坐标系中作出函数的图象,
显然,由图可知,对任意不恒成立;
当时,在同一坐标系中作出函数的图象,
由图可知,临界条件是直线与曲线的图象相切时,
由,求导,设,解得,且,
∴当的切线斜率为1时,切点坐标为,故,所以
即两边同除以,,令
求导令,得,即
当,,函数单调递增,当,,函数单调递减,
所以当,函数取到最大值,且
故的最大值为故选:C.
【变式训练9-2】,不等式恒成立,则的最大值是( )
A.1 B. C. D.
【答案】D
【解析】构造函数,利用导函数研究其单调性,得到,进而得到恒成立,求出函数,的最值,得到答案.
令,,,显然,
当时,恒成立,即在上单调递增,无最小值,舍去;
当时,当时,,单调递减,当时,,单调递增,所以,因为,不等式恒成立,所以,所以,
恒成立,令,,,当时,,当时,,所以,所以,则的最大值为.故选:D
【变式训练9-3】设,,若关于的不等式在上恒成立,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据不等式在上恒成立,令,转化为在上恒成立,令,用导数法求得最大值,转化为 ,再令,得到,求其最大值即可.
因为不等式在上恒成立,所以不等式在上恒成立,令,则 在上恒成立,令,
所以,若,则 , 在递增,当时, ,不等式不成立,故,当时,,当时,,
所以当时,取得最大值,
所以,所以,所以,
令,则,所以,
当时,当时,,所以当时,取得最小值,
所以的最小值是故选:D
题型10:构造求参-数列型构造
【典型例题1】已知数列满足,记表示数列的前n项乘积.则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】先用数学归纳法证明.构造函数,利用导数证明出.记,证明出得到,即,用累加法得:,即可求出.记,证明出.得到,求出,即可得到.
因为,所以.下面用数学归纳法证明.
当n=1时,符合.假设时,结论成立,即.
当时,,所以显然成立;
因为,所以,所以,即,
所以结论成立.
综上所述:对任意的均成立.
记函数..
因为,所以(x=1取等号),所以在单调递增,
所以,即,所以,即,
所以数列为单调递增函数,所以.
记,则(x=1取等号),所以在上单调递增,所以,即.
所以,所以,
所以,累加得:.
因为,所以,即,所以,
所以,即.
记,则,所以在上单调递减,所以,即.
所以,所以,所以,
所以,
因为,所以,所以
即.综上所述:.故选:C
【典型例题2】已知各项均为正数的数列满足,,则数列( )
A.无最小项,无最大项 B.无最小项,有最大项
C.有最小项,无最大项 D.有最小项,有最大项
【答案】D
【解析】由数学归纳法得数列从第2项开始都大于1,这样是最小项,利用不等式放缩得出,引入函数利用导数证明其在时是减函数,得数列有上界,时,,再引入函数,由零点存在定理说明,从而确定这6项中的最大值是数列的最大项.
数列各项均为正,
,由得,一般地由数学归纳法知当时,由得(否则若,则,,,矛盾),
所以数列中,时,,是最小项.
又,,所以,,
记,则,两边求导得,即,
时,,是减函数,
所以时,是递减数列,因此有上界,时,,
即,
设,,时,,是增函数,
经过计算,得,而,所以时满足的满足,即,
从而,而这6个数中一定有最大值,此最大值也是数列的最大项.
故选:D.
【点睛】本题考查由数列的递推关系确定最大项和最小项,解题关键一是由数学归纳法证明数列有下界,再利用不等式的性质确定数列每一项满足,难点在于引入函数,利用导数证明在时是单调递减数列,再引入函数利用零点存在定理证明,从而说明有上界并在最大项.对学生的逻辑思维能力,创新意识要求较高,属于困难题.
【变式训练10-1】已知数列满足:,且,则下列关于数列的叙述正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】构造函数(),由导数确定其单调性,从而利用数学归纳法证明,然后构造函数(),利用导数证明,得,利用此不等式可直接判断A,对选项B,由数列的单调性与有界性知其极限存在,设,对数列的递推关系求极值可得,从而判断B,对选项C,引入函数设,由导数证明,得,从而利用不等式性质得出数列的不等关系,判断C,利用判断选项C所得正确不等式变形,并换元引入新数列,得前后项关系(求对数再变化),类比等比数列的通项公式的方法得出结论后判断D.
首先我们证明:,利用数学归纳法.事实上,当时,;
假设当时,,则当时,.
设函数(),则,则在上单调递增,
从而.
当时,设(),
则,设,
,则在上单调递减,又,
所以存在,使得,时,,时,,
故在上先增后减,从而,从而.
对于A选项:由于,,故数列单调递增,选项A错误.
对于B选项,由于单调递增且,从而存在,由可得,故,从而.故选项B错误.
对于C选项,由于时,
设,,
所以是增函数,,所以(),
时,,因此有(),
从而,故,故选项C错误.
对于D选项,由于,即,令,则,即,其中,故,从而,即,,即,故.从而选项D正确.故选:D.
【变式训练10-2】已知数列满足递推关系,且,若存在等比数列满足,则公比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】先设,,,,分析得,,所以,又分析得,再用数学归纳法证明得,,再设函数,分析得函数在单调递增,所以,得到,即,再利用条件得,分析得,再设函数,,分析得在单调递减,所以,得到,即,即,再结合条件得到,分析得,即可求解.
设,,,
因为,所以,所以,
所以,所以.因为,所以.
下面用归纳法证明.当时,,
假设当时,,那么对,,所以,
因为,所以,所以.因此,.
,所以,,
综上,.
再设,所以,
所以函数在单调递增,
所以,所以,所以,所以,
所以,所以,而,
所以取足够大,易知,即.设,,
,所以在单调递减,
所以,所以,所以,
所以,所以,
所以,所以,即,
而,所以,所以,
所以,当足够大时,易知须满足,即.综上,.
故选:A.
【变式训练10-3】已知数列满足.若有无穷多个项,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】先考虑时,显然成立,当时,利用放缩变形,得到,累加可知定会存在某项.
∵,即;
令,则,易证:当时,,所以当时,,所以,
当时,,易得,
即,此时有无穷多个项,故合题;
当时,则,
设,则,
则,
所以为单调递减数列,故,
即,
令,,当时,,
即在上单调递增,因为,
所以,
不妨令,显然,即,
即,累加可得,即,
故当时,,此时不存在,不是无穷多个项,故不合题;
综上:.故选:B.
题型11:根据不等式(求解目标)构造具体函数
【典型例题】设函数在R上存在导数,对任意的,有,且时,若,则实数的取值范围为( ).
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设,则,
当时,,
即在上单调递减,而,
所以,
故是偶函数,所以在上单调递增,
因为,
所以,
即.
故选:A
【变式训练11-1】已知函数是定义在上的可导函数,其导函数为,若,且对任意的恒成立,则不等式的解集为________.
【答案】
【解析】令,则在上恒成立,
所以在上单调递减.
又,即,
又,即,
所以,解得,
所以不等式的解集为.
故答案为:.
【变式训练11-2】已知是定义在R上的奇函数,是其导函数.当x≥0时, 且,则的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】设,
可得
因为当x≥0时, ,
所以在上递增,
又因为是定义在R上的奇函数,
所以的图像关于对称,如图,
所以在R上递增,
又因为,所以,
则等价于,
所以,即的解集是,
故选:C.
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第09讲 构造函数解不等式
目 录
高考分析 1
学习目标 2
知识要点 4
解题策略 5
题型归纳 6
题型01: 根据导数四则运算构造辅助函数 6
(一)→ 7
(二)→ 8
(三)→ 11
题型02:构造或(,且)型 12
题型03:构造或(,且)型 15
题型04:构造或型 19
题型05:构造或型 22
题型06:构造型 22
题型07:复合型构造 25
题型08:构造求参——同构型 28
题型09:构造求参——二次构造型 29
题型10:构造求参——数列型构造 31
题型11:根据不等式(求解目标)构造具体函数 34
构造函数解不等式是高考导数模块的核心综合考点,兼具工具性与思维性,常与函数单调性、奇偶性、极值、放缩法融合,以小题压轴或解答题分问形式呈现,是高考区分中档生与尖子生的关键题型,新高考背景下考查频次与综合度持续提升。
1. 考查频次与分值占比
①题型分布:新高考Ⅰ/Ⅱ卷、全国甲/乙卷年均考查1~2处,5分小题(选择11/12、填空15/16)为主,偶在导数解答题(12分)中作为第1小问出现,总分值占导数板块的30%左右。
②难度定位:中等偏上至难题,小题侧重构造技巧与快速推理,解答题侧重综合分析与分类讨论,是高分段必争得分点。
2. 核心考查类型及占比
考查类型 高考占比 核心特征 典型载体
抽象函数型不等式 25% 无具体解析式,仅给与的关系 、
具体函数型不等式 50% 含、、幂函数的混合不等式,需移项构造 、、
含参数不等式求解 25% 结合参数讨论解集,需分析参数对函数单调性的影响 、
3. 近5年命题趋势
① 融合性增强:不再孤立考查,常结合函数奇偶性、周期性、隐零点、极值点偏移,如利用奇偶性构造对称函数解抽象不等式,是新高考核心创新方向;
②构造轻量化,变形重强化:弱化复杂函数求导,强化代数式移项、拆分、恒等变形能力,重点考查“如何变形成可构造的形式”;
③ 抽象向具体过渡:纯抽象函数不等式占比下降,半抽象半具体题型增多(如已知f(x)的导数形式,结合具体区间解不等式);
④与实际背景脱钩:摒弃应用题外壳,聚焦数学本质,侧重导数工具与函数思想的应用。
4、高考命题常见陷阱设置
① 定义域陷阱:构造的辅助函数定义域含隐含限制(如分式分母不为0、对数真数大于0),忽略则直接导致解集错误,是高考最基础也最易踩的陷阱;
②构造等价性陷阱:移项变形时未保证等价性,如两边乘除含变量的式子(如x),未讨论符号,导致不等式方向错误;
③ 参数临界陷阱:参数临界值(如a=0、a=1)处函数单调性发生突变,遗漏临界值讨论则解集不完整;
④抽象函数奇偶性陷阱:抽象函数不等式常结合奇偶性,若未先判断辅助函数的奇偶性,直接用单调性解不等式,易导致区间漏解。
结合高考考情与题型梯度,从基础、提升、拔高、素养四个维度制定学习目标,实现从“会构造、能求解”到“快构造、巧求解、避陷阱”的进阶,适配高考不同难度层级的考查要求。
一、基础层级目标(全员必达,对应高考基础题)
知识目标
1. 理解构造函数解不等式的核心原理:将不等式问题转化为函数单调性与最值问题,通过判断构造函数的符号求解解集。
2. 熟记8类经典逆向构造模型(抽象函数核心),掌握导数四则运算法则逆用的构造逻辑,能精准匹配条件与辅助函数。
3. 掌握具体不等式的标准化构造步骤:移项整理为F(x)>0(或<0)形式,明确构造函数的基本方法。
4. 牢记函数定义域的约束作用,知道对数、分式、偶次根式等对定义域的限制,是解不等式的前提。
能力目标
1. 能解决无参数具体不等式:针对含e^x、ln x、幂函数的简单混合不等式,完成移项、构造函数、求导判单调性的完整流程,求解解集。
2. 能破解基础抽象函数不等式:对f'(x)+f(x)>0、xf'(x)+f(x)>0等典型形式,快速构造辅助函数,结合单调性解不等式。
3. 规范书写解题步骤,做到定义域先行、求导准确、单调性判断清晰,无基础性逻辑错误。
应试目标
1. 独立解决高考中基础难度的构造解不等式题,正确率≥95%,耗时≤2分钟。
2. 规避定义域遗漏、移项不等价等基础陷阱。
二、提升层级目标(中档提分,对应高考中档题)
知识目标
1. 深化具体函数构造技巧,掌握含换元的构造方法,能将复杂超越结构(如x、x\ln x)通过换元转化为基础函数。
2. 理解含参数不等式的分类讨论逻辑,明确参数对构造函数单调性、极值点的影响,掌握参数临界值的判定方法。
3. 掌握抽象函数与奇偶性、周期性的融合知识,能结合函数奇偶性拓展不等式的解集范围。
能力目标
1. 能解决含单一参数的不等式求解问题,按“参数临界值→分区间讨论单调性→确定解集”的流程完成求解。
2. 能处理半抽象半具体不等式,结合已知函数解析式与导数条件,构造辅助函数并解不等式。
3. 具备解题纠错能力,能排查求导错误、单调性误判、参数讨论遗漏等常见问题。
4. 学会用特殊值法验证解集的合理性,规避计算失误。
应试目标
1. 独立解决高考中等难度的构造解不等式小题(选择11题、填空15题),正确率≥90%,耗时≤3分钟。
2. 能规范书写含参数不等式的分段解集,做到逻辑清晰、边界准确。
三、拔高层级目标(高分冲刺,对应高考压轴题)
知识目标
1. 掌握隐零点处理的核心知识,理解隐零点设而不求的思想,能通过隐零点代换消去超越项,分析构造函数的最值。
2. 掌握多参数不等式的简化技巧,能通过分离参数、主元法将多参数问题转化为单参数或无参数问题。
3. 理解构造函数的放缩辅助技巧,能结合≥x+1、ln x≤x-1等放缩公式,简化构造函数的最值分析。
4. 掌握极值点偏移背景下的不等式构造,能结合函数对称性构造辅助函数,解双变量不等式。
能力目标
1. 能攻克含隐零点的超越不等式,完成设隐零点、代换消元、分析最值的完整流程,求解解集。
2. 能解决多参数不等式与双变量不等式,通过合理构造与转化,将复杂问题拆解为基础问题。
3. 具备构造创新能力,面对陌生形式的不等式,能通过逆向思维、类比迁移自主构造合适的辅助函数,而非依赖固定套路。
4. 能精准把控参数讨论的边界,避免重复讨论或遗漏特殊情况。
应试目标
1. 独立解决高考压轴难度的构造解不等式题(选择12题、填空16题、导数解答题小问),正确率≥85%,耗时≤5分钟。
2. 能将构造函数思想迁移到导数综合题中,解决与不等式恒成立、有解结合的综合问题。
四、素养层级目标(长期提升,适配数学核心素养)
1. 函数与方程思想:形成“以函数视角看待不等式”的思维习惯,能主动建立不等式与函数的联系,实现问题转化。
2. 逻辑推理素养:通过严谨的构造、求导、单调性分析,培养步步有据的推理能力,规避主观臆断。
3. 数学运算素养:提升导数运算、代数变形、隐零点代换的运算准确性与速度,克服复杂运算的畏难情绪。
4. 分类与整合思想:掌握含参数问题的分类标准,培养分类讨论、整合结论的系统化思维。
5. 化归与转化思想:熟练将陌生、复杂的不等式问题,转化为熟悉、简单的函数单调性与最值问题,提升问题转化能力。
1、构造抽象函数模型主要观察两个结构:
(1)等价不等式的变形结构(分离变量)
(2)已知条件中关于导数的关系式特征;
2、构造抽象函数模型解不等式和比较大小,前提要求学生熟练应用两个函数的和、差、积、商的求导公式,实质上就是构造目标导函数(一元)的原函数,是一个积分的过程,学生可以通过专题训练体会求原函数和原函数的不唯一性,因题而异,构造合适的抽象函数模型;
3、本专题从函数多项式、具体的指数函数、三角函数与的关系分类构造抽象函数模型,读者朋友可以基于文章,直接根据函数的四种运算进行分类讨论和归纳,其中乘法和除法比较常见,现归纳如下:
常见函数的变形
(1)对于,构造
(2)对于f′(x)+g′(x)>0,构造h(x)=f(x)+g(x).
(3)对于,构造
(4)对于,构造
(5)对于不等式,构造函数.
(6)对于不等式,构造函数
对于不等式,构造函数
(7) 对于不等式,构造函数
对于不等式,构造函数
(8)对于不等式,构造函数
对于不等式,构造函数
(9)对于不等式,构造函数
对于不等式,构造函数
(10)对于,分类讨论:
①若,则构造
②若,则构造
(11)对于,构造.
(12)对于,构造.
(13)对于,即,构造.
(14)对于,构造.
(15)对于,构造.
(16)对于,构造.
4、构造函数是数学的一种重要思想方法,它体现了数学的发现、类比、化归、猜想、实验和归纳等思想.分析近些年的高考,发现构造函数的思想越来越重要,而且很多都用在压轴题(无论是主观题还是客观题)的解答上.
构造函数的主要步骤:
(1)分析:分析已知条件,联想函数模型;
(2)构造:构造辅助函数,转化问题本质;
(3)回归:解析所构函数,回归所求问题.
1. 小题快速破题策略(3~5分钟)
① 抽象型:熟记8类经典逆向构造模型(见下表),做到“见形式,秒构造”,再结合奇偶性、单调性解不等式;
②具体型:先移项化为F(x)>0,优先构造简单可导的函数,避免复杂复合函数,若单调性明确,直接求最值判断解集;
③技巧兜底:小题可采用特殊值代入法排除错误选项,如解含参数不等式时,取参数特殊值验证解集范围。
2. 解答题规范解题策略
①步骤标准化:移项构造F(x)→明确定义域→求导F'(x)→分析F'(x)符号,确定F(x)单调性→求F(x)极值/最值→结合最值解不等式;
②参数讨论原则:先定临界,再分区间,以函数极值点是否在定义域内、导数零点的个数为分类标准,避免重复或遗漏;
③ 隐零点处理技巧:设F'()=0,表示出或\ln,代入F(x)的表达式消去超越项,进而分析F(的符号。
3. 失分规避要点
① 构造函数后第一步先写定义域,标注在解题过程首行;
②移项变形时,不随意乘除含变量的式子,若需乘除,先讨论变量符号;
③ 含参数讨论时,最后整合解集,按参数范围写出分段解集,避免逻辑混乱。
4.备考重点方向
① 夯实构造模型:专项训练8类经典逆向构造模型,形成条件反射,提升抽象不等式的构造速度;
② 强化变形能力:针对性练习“超越不等式移项、拆分、换元”技巧,重点突破“xe^x、x\ln x”等高频结构的变形;
③突破参数与隐零点:专题训练含参数不等式的分类讨论和隐零点代换技巧,积累典型例题的解题套路;
④规范解题步骤:按高考评分标准书写解题过程,避免因步骤不规范导致的步骤分丢失。
题型01: 根据导数四则运算构造辅助函数
【典型例题1】已知定义在上的函数的导函数为,若,且,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设,求导可得在上单调递减,再根据转化为,再结合的单调性求解即可.
设,则.
因为,所以,即,
所以在上单调递减.
不等式等价于不等式,即.
因为,所以,所以.
因为在上单调递减,所以,解得
故选:A
【变式训练1-1】设,分别是定义在R上的奇函数和偶函数,当时,,且,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【变式训练1-2】定义在上的函数满足,且,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
(一)→
【典型例题1】已知函数的定义域为,,为导函数,且对任意,均有,则的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】令,求出的解析式,得到关于的不等式,求出的取值范围即可.
令,则,且,
所以在单调递增,
所以,即,
解得.
故选:A.
【点睛】本题考查了构造函数,函数的单调性问题,考查导数的应用,属于基础题.
【典型例题2】已知、都是定义在上的函数,且恒成立,设(且),又有,则的值为 .
【答案】
【解析】设函数,利用导数求得函数为递减函数,从而得到,解方程即可得答案;
设函数,则,
又∵,∴,
∴为减函数,∴,
∵,即,解得 (舍)或 (取).
故答案为:.
【点睛】本题考查导数判断函数的单调性,考查逻辑推理能力、运算求解能力,求解时注意舍去不合题意的根.
【变式训练1-1-1】已知函数满足,且的导函数,则的解集为
A. B. C.或 D.
【变式训练1-1-2】已知定义在上的函数的导函数为,且对任意都有,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【变式训练1-1-3】设函数在上可导,,有且;对,有恒成立,则的解集为( )
A. B.
C. D.
【变式训练1-1-4】设定义在上的函数的导函数满足,则
A. B. C. D.
(二)→
【典型例题1】已知函数是定义在上的偶函数,当时, ,若,则不等式的解集为
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】分析:由联想到构造函数,此函数是奇函数,在时,,从而具有单调性,再结合已知可求得不等式解集.
设,则,∴是奇函数,又时,,因此此时是减函数,于是在时,也是减函数,由,得,∴的解集为,故选D.
点睛:构造新函数是导数的一个典型应用,难点是构造的新函数的形式,在解题中常常有这些构造法:,,,等等,平常学习中要注意总结.
【典型例题2】已知定义在上的偶函数的导函数为,当时,有,且,则使得成立的的取值范围是()
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据当时,有,令,,得到在上递增,再根据在上的偶函数,得到在上是奇函数,则在上递增,然后由,得到求解.
因为当时,有,
令,
所以,
所以在上递增,
又因为在上的偶函数
所以,
所以在上是奇函数
所以在上递增,
又因为,
所以,
当,时,,此时,,
当 , 时,,此时,,
所以成立的的取值范围是.
故选:A
【点睛】本题主要考查导数与函数的单调性以及利用单调性解不等式,还考查了转化化归的思想和推理求解的能力,属于中档题.
【典型例题3】已知是定义在上的偶函数,且,当时,,则不等式的解集为 .
【答案】
【解析】令,由已知判断的奇偶性,利用导数判断的单调性,将不等式转化为,即可求得结论.
解:令,
因为是定义在上的偶函数,则,
所以,
所以为奇函数,
因为当时,,
则,
所以在上单调递增,
由奇函数的性质可得在上单调递增,
又,所以,所以,
不等式等价于,即,
所以不等式的解集为.
故答案为:.
【变式训练1-2-1】是定义在R上的可导函数,且满足.对任意正数,若,则必有( )
A. B. C. D.
【变式训练1-2-2】已知函数是定义在上的偶函数,且当时,不等式成立,若,,,则,,之间的大小关系为
A. B. C. D.
【变式训练1-2-3】函数是定义在上的偶函数,当时(其中是的导函数),若,,,则( )
A. B. C. D.
【变式训练1-2-4】设函数是上可导的偶函数,且,当,满足,则的解集为
A. B.
C. D.
【变式训练1-2-5】设是函数定义在上的导函数,满足,则下列不等式一定成立的是
A. B.
C. D.
【变式训练1-2-6】设函数是定义在上的可导函数,其导函数为,且有,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
(三)→
【典型例题1】若函数在上可导,则
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】分析:根据题中所给的条件,联想函数的求导法则,构造新函数,利用导数与单调性的关系确定出函数的单调区间,从而比较出函数值的大小,最后确定出正确结果.
根据可得,
可知当时,,即,
所以可知函数在上是增函数,即,
从而得,故选A.
点睛:该题考查的是有关比较函数值的大小的问题,在解题的过程中,构造新函数就起了关键性的作用,之后利用导数研究其单调性,从而求得正确结果.
【典型例题2】已知定义在上的函数的导函数为,且满足,,则的解集为 .
【答案】
【解析】构造新函数,利用已知可以判断出新函数的单调性,最后利用单调性进行求解即可.
设,因为,
所以是上的减函数,
因为,所以,
因此.
所以的解集为.
故答案为:
【变式训练1-3-1】定义在上的奇函数满足时,都有不等式成立,若,,,则a,b,c的大小关系是( )
A. B. C. D.
【变式训练1-3-2】记定义域为的函数的导函数为,且对任意的都有,则( )
A. B. C. D.
【变式训练1-3-3】设是定义域上的连续可导函数,且>0,若对任意实数,>,则当>时有( )
A.> B.<
C.> D.<
【变式训练1-3-4】设,是定义域为的恒大于零的可导函数,且,则当时,有( )
A. B.
C. D.
题型02:构造或(,且)型
【典型例题1】函数是定义在上的可导函数,其导函数为,且满足,若不等式在上恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设,,
所以函数在上为增函数.
由的定义域为可知,得,
将不等式整理得,即,
可得在上恒成立,即在上恒成立;
令,其中,所以
,令,得.
当时,,所以在上单调递增;
当时,,所以在上单调递减;
所以,即
故选:B.
【典型例题2】【多选】已知函数满足,.则当时,下列说法中正确的是( )
A. B.只有一个零点
C.有两个零点 D.有一个极大值
【答案】BD
【解析】令,则,
所以,,所以,.
又,则,解得.
所以,.
则,,且,A项错误.
当时,,则在上单调递增;
当时,,则在上单调递减.
所以,在处有极大值为,
且只有一个极值点,D正确.
且时,有恒成立.
又,所以只有一个零点,B项正确,C项错误.
故选:BD.
【典型例题3】定义在上的函数的导函数为,若,且,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设,则,因为,所以在上单调递减.
因为,所以,所以当时,,当时,,故不等式的解集为.
故选:B.
【变式训练2-1】已知定义在R上的函数的导函数为,若对任意的实数x,不等式恒成立,且,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【变式训练2-2】定义在上的可导函数的导函数记为,若为奇函数且,当时,,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【变式训练2-3】设定义R在上的函数,满足任意,都有,且时,,则,,的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【变式训练2-4】定义在上的函数的导函数为,且恒成立,则( )
A. B.
C. D.
【变式训练2-5】设定义在的函数的导函数为,且满足,则关于x的不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【变式训练2-6】已知定义域为的奇函数的导函数为,当时,,若,则的大小关系正确的是( )
A. B. C. D.
【变式训练2-7】已知定义在R上的偶函数,其导函数为.当时,恒有,若,则不等式的解集为
A. B.
C. D..
【变式训练2-8】已知奇函数是定义在上的可导函数,其导函数为,当时,有,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【变式训练2-9】已知奇函数的导函数为,当时,,若,,则的大小关系正确的是
A. B. C. D.
【变式训练2-10】已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,f′(x)为f(x)的导函数,且满足当x<0时,有xf′(x)﹣f(x)<0,则不等式f(x)﹣xf(1)>0的解集为( )
A.(﹣1,0)∪(1,+∞) B.(﹣∞,0)∪(0,1)
C.(﹣∞,﹣1)∪(1,+∞) D.(﹣1,0)∪(0,1)
【变式训练2-11】已知定义在上的函数的导函数为,若, 则不等式的解集为
A. B. C. D.
题型03: 构造或(,且)型
【典型例题1】设函数的定义域为,是其导函数,若,,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】构造函数,通过求导判断函数的单调性,利用函数的单调性解不等式即可.
令,则,
因为,所以,化简可得,
即,所以函数在上单调递增,因为,化简得,
因为,,所以,解得,
所以不等式的解集是.故选:A
【典型例题2】定义在R上的函数满足:,,则关于不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】构造函数,由得的单调性,再将不等式转化为,由构造函数的单调性与即可求解.
设,则,
, , 又,
所以, 在定义域上单调递增,
对于不等式转化为,
又,,
, 而在定义域上单调递增,
故选:D
【典型例题3】已知定义在上的函数的导函数为,且,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】令,函数的定义域为,
因为
所以,
故
故在R上单调递减,
又因为
所以,,
所以不等式可化为,
所以,
所以的解集为
故选:B.
【典型例题4】已知是定义在上的函数,其导函数为,且不等式恒成立,则下列不等式成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】构造函数,利用导数与函数单调性的关系即可求得.
由题意,构造函数,
则
因为不等式恒成立,
所以,即在上单调递增,
对于A选项,因为,即,即,故A选项错误
对于B选项,因为,即,即,故B选项正确
对于C选项,因为,即,即,故C选项错误
对于D选项,因为,即,即,故D选项错误
故选:B
【变式训练3-1】定义域为R的可导函数的导函数为,满足且,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【变式训练3-2】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-2 021f(-2 021)<f(0),e2 021f(2 021)>f(0)
B.e-2 021f(-2 021)<f(0),e2 021f(2 021)<f(0)
C.e-2 021f(-2 021)>f(0),e2 021f(2 021)>f(0)
D.e-2 021f(-2 021)>f(0),e2 021f(2 021)<f(0)
【变式训练3-3】已知是函数的导数,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【变式训练3-4】已知函数在上可导,其导函数为,若满足:,,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【变式训练3-5】设是定义在R上的连续的函数的导函数,(e为自然对数的底数),且,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【变式训练3-6】已知函数是定义在上的函数,且满足,其中为的导数,设,,,则、、的大小关系是( )
A. B. C. D.
【变式训练3-7】已知定义在R上的偶函数(函数的导数为)满足,e3f(2018)=1,若,则关于x的不等式的解为
A. B. C. D.
【变式训练3-8】已知定义在上的函数的导函数为,且,设,,则,的大小关系为
A. B. C. D.无法确定
【变式训练3-9】设是定义在上的函数,其导函数为,若,,则不等式(其中为自然对数的底数)的解集为( )
A. B.
C. D.
【变式训练3-10】已知函数的定义域为,满足(为的导函数),设,,,则( )
A. B.
C. D.
【变式训练3-11】(多选)定义在R上的函数的导函数为,且对恒成立,则下列选项不正确的是( )
A. B. C. D.
【变式训练3-12】已知是定义在上的奇函数,且当时,,则( )
A. B.
C. D.
【变式训练3-13】设函数的导函数为,若对任意都有成立,则( )
A. B.
C. D.
【变式训练3-14】已知定义在上的函数的导函数,且,则( )
A., B.,
C., D.,
【变式训练3-15】已知是定义在上的函数,导函数满足对于恒成立,则( )
A., B.,
C., D.,
【变式训练3-16】已知函数的定义域为,,其导函数满足,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【变式训练3-17】已知定义在上的函数,当时,,为其导函数,且满足恒成立,若,则,,三者的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【变式训练3-18】定义在R上的函数的导函数为,,若对任意,都有,则使得成立的的取值范围为 .
题型04:构造或型
【典型例题1】已知定义在上的函数的导函数为,任意,有,且,设,,,则
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】根据题意构造函数,得到,得到是增函数,再根据题干得到g(x)是偶函数,代入解析式可得到最终结果.
构造函数,所以函数是增函数,因为,即,
故函数是偶函数,上函数是增函数,故
代入解析式得到<<,故.
故答案为A.
【点睛】这个题目考查了导数在研究函数的单调性中的应用,以及函数奇偶性的应用,考查了利用单调性解决不等式问题,这道题目属于抽象函数解不等式;除此之外,如果题目中给出函数的解析式,但是通过直接解不等式非常麻烦的题目,也可以通过研究函数的单调性,奇偶性等来得到不等式的解集.
【典型例题2】已知奇函数的导函数为,且在上恒有成立,则下列不等式成立的( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】构造函数,由得,即,即可得到单调性,再结合的奇偶性,即可对选项进行判断
构造函数,由在上恒有成立,即在上为增函数,又由为偶函数,,故A错误.
偶函数在上为增函数,在上为减函数,
,故B正确;
,,故C错误;
,,故D错误.
故选:B
【变式训练4-1】已知奇函数的导函数为,且在上恒有成立,则下列不等式成立的( )
A. B.
C. D.
【变式训练4-2】已知函数及其导函数的定义域均为,且为偶函数,,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【变式训练4-3】已知是函数的导函数,,且对于任意的有.则下列不等式一定成立的是( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练4-4】已知是定义在上的奇函数,且图象连续不间断,函数的导函数为.当时,,其中为自然对数的底数,则( )
A.在上有且只有1个零点 B.在区间上单调递增
C. D.
题型05:构造或型
【典型例题】已知函数对任意的满足(其中是函数的导函数),则下列不等式成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】构造函数,,则,所以在上单调递增,
则,所以,即,故A不正确;
则,所以,即,故B不正确;
则,所以,即,故C正确;
则,所以,即,故D不正确.
故选:C.
【变式训练5-1】【多选】定义在上的函数,已知是它的导函数,且恒有成立,则有( )
A. B.
C. D.
【变式训练5-2】已知函数的定义域为,其导函数是.有,则关于x的不等式的解集为( )
A. B. C. D.
题型06:构造型
【典型例题1】已知是定义在上的奇函数,是的导函数,且满足:则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据给定含导数的不等式构造函数,由此探求出在上恒负,在上恒正,再解给定不等式即可.
令,,则,在上单调递减,而,
因此,由得,而,则,由得,而,则,又,
于是得在上,,而是上的奇函数,则在上,,
由得:或,即或,解得或,
所以不等式的解集为.
故选:D
【典型例题2】已知定义在上的连续奇函数的导函数为,已知,且当时有成立,则使成立的的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】根据题意,设,对求导,利用导数与函数单调性的关系分析可得在上单调递减,分析的特殊值,结合函数单调性分析可得在区间和上,都有,结合函数的奇偶性可得在区间和上,都有,进而将不等式变形转化,解得的取值范围,即可得到答案.
令,则,
因为当时有成立,所以当时,恒成立,所以在上单调递减,
所以当时,,所以,又,所以,
当时,,所以,又,所以,在是连续的函数,
且,所以,时,,又由为奇函数,时,,
所以或,解得或,
则的取值范围是.故选:B.
【典型例题3】设定义在上的函数恒成立,其导函数为,若,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题设构造,易知上,即单调递减,进而可比较、的大小.
由题意,在上的函数恒成立,
若,则,
∵上,即,
∴在上单调递减,而,故
∴,可得.
故选:B
【变式训练6-1】已知函数满足(其中是的导数),若,,,则下列选项中正确的是( )
A. B. C. D.
【变式训练6-2】设函数是奇函数的导函数,时,,则使得成立的的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式训练6-3】已知函数是奇函数的导函数,且满足时,,则的解集为( )
A. B.
C. D.
【变式训练6-4】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.
【变式训练6-5】已知是定义在上的奇函数,是的导函数,当时,,且,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
题型07:复合型构造
【典型例题1】已知定义在上的函数满足(为的导函数),且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由已知可得,令,可得在上单调递增,进而可得,,可得结论.
由题意可得,即,
令,则,
所以在上单调递增,因为,所以,
所以,所以,所以,
所以,所以,所以,
又,故与2的大小关系不确定.故选:D.
【典型例题2】设函数f(x)是定义在区间上的函数,f'(x)是函数f(x)的导函数,且,则不等式 的解集是
A. B.(1,+∞) C.(-∞,1) D.(0,1)
【答案】D
【解析】构造函数,求导,结合,可得在上单调递增,则不等式,可变为,则,结合单调性即可求解.
构造函数,则,由,所以,即在上单调递增.因为,则不等式,可变为,则,所以,所以,故选D
【典型例题3】设函数满足则时,
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
【答案】D
【解析】函数满足,,令,
则,由,得,令,
则在上单调递减,在上单调递增,
的最小值为.
又在单调递增,既无极大值也无极小值,故选D.
【典型例题4】已知函数,,若存在,使得,则实数的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】先构造函数,再将存在性问题转化为对应函数最值问题,通过求最值得实数的取值范围.
令,则存在,使得,即的最大值,因为在上单调递减,在上单调递增,所以最大值为,因此,选C.
【点睛】利用导数解决数学问题,往往需要需要构造辅助函数.构造辅助函数常根据导数法则进行:如构造,构造,构造,构造等
【典型例题5】.若为定义在上的连续不断的函数,满足,且当时,.若,则的取值范围 .
【答案】
【解析】由已知当时,,可构造函数,可得为奇函数,又,得在上是减函数,从而在上是减函数,再根据函数的奇偶性和单调性即可求解.
,,
设,则,则,为奇函数,
又当时,,在上是减函数,从而在上是减函数,
又,等价于,
即,,解得,故的取值范围为,
故答案为:
【变式训练7-1】已知定义在上的函数关于轴对称,其导函数为,当时,不等式.若对,不等式恒成立,则正整数的最大值为
A. B. C. D.
【变式训练7-2】定义在上的偶函数的导函数为,若对任意的实数,都有恒成立,则使成立的实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式训练7-3】设函数时定义在上的奇函数,记其导函数为当时,恒成立,则关于的不等式的解集为
A. B. C. D.
【变式训练7-4】函数定义域为R,导函数为,满足下列条件:①任意,恒成立,②时,恒成立,则关于t的不等式:的解集为( )
A. B. C. D.
【变式训练7-5】已知函数,其中为自然对数的底数.若是的导函数,函数在区间内有两个零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型08:构造求参:同构型
【典型例题】对,当时,,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】首先不等式转化为,,再构造函数,由函数的单调性,转化为不等式,参变分离后,转化为最值问题,即可求解.
由题意可知,不等式等价于,
两边取对数得,即,
则,,,
设,由题意可知,函数在区间上单调递增,
,在区间上恒成立,即恒成立,,所以.故选:A
【变式训练8-1】若对任意的,不等式恒成立,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式训练8-2】已知,若对任意两个不等的正实数、都有恒成立,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式训练8-3】已知函数,,当时,不等式恒成立,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式训练8-4】对任意的,当时,恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型09:构造求参——二次构造型
【典型例题1】已知函数没有极值点,则的最小值为( )
A. B. C. D.e
【答案】A
【解析】分析可知,,可知在上恒成立,故需要有在上恒成立(等号不恒成立),,求出函数的斜率为的切线方程,可得出,令,则,利用导数求出的最大值,即为所求.
因为,依题意在上没有变号零点,令,其中,若,则,则函数在上为减函数,当时,;当时,,所以,存在,使得,
且当时,,此时函数单调递增,
当时,,此时函数单调递减,不合乎题意,所以,,从而,
因为当时,,所以需满足在上恒成立,
故需要有在上恒成立(等号不恒成立),
设,令,得,
所以函数的斜率为的切线方程为,
即,所以只需要,
所以只需要即可,令,则,
故,当时,,当时,,
所以,函数的单调递增区间为,递减区间为,
所以当时取得唯一的极大值,即最大值,所以,所以.
所以,的最小值为.故选:A.
【典型例题2】已知函数没有极值点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】转化为恒成立,构造函数,求导,得到其单调性和最值,从而得到,故,换元后,构造函数,求导得到其单调性和最值,求出答案.
函数没有极值点,,或恒成立,
由指数爆炸的增长性,不可能恒小于等于0, 恒成立.
令,则,
当时,恒成立,为上的增函数,
因为是增函数,也是增函数,
所以,此时,不合题意;
②当时,为增函数,由得,
令
在上单调递减,在上单调递增,
当时,依题意有,即,
,,令,,
则,令,令,解得,
所以当时,取最大值故当,,即,时,取得最大值综上,若函数没有极值点,则的最大值为故选:B.
【变式训练9-1】已知关于的不等式对任意恒成立,则的最大值为( )
A. B.1 C. D.
【变式训练9-2】,不等式恒成立,则的最大值是( )
A.1 B. C. D.
【变式训练9-3】设,,若关于的不等式在上恒成立,则的最小值是( )
A. B. C. D.
题型10:构造求参-数列型构造
【典型例题1】已知数列满足,记表示数列的前n项乘积.则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】先用数学归纳法证明.构造函数,利用导数证明出.记,证明出得到,即,用累加法得:,即可求出.记,证明出.得到,求出,即可得到.
因为,所以.下面用数学归纳法证明.
当n=1时,符合.假设时,结论成立,即.
当时,,所以显然成立;
因为,所以,所以,即,
所以结论成立.
综上所述:对任意的均成立.
记函数..
因为,所以(x=1取等号),所以在单调递增,
所以,即,所以,即,
所以数列为单调递增函数,所以.
记,则(x=1取等号),所以在上单调递增,所以,即.
所以,所以,
所以,累加得:.
因为,所以,即,所以,
所以,即.
记,则,所以在上单调递减,所以,即.
所以,所以,所以,
所以,
因为,所以,所以
即.综上所述:.故选:C
【典型例题2】已知各项均为正数的数列满足,,则数列( )
A.无最小项,无最大项 B.无最小项,有最大项
C.有最小项,无最大项 D.有最小项,有最大项
【答案】D
【解析】由数学归纳法得数列从第2项开始都大于1,这样是最小项,利用不等式放缩得出,引入函数利用导数证明其在时是减函数,得数列有上界,时,,再引入函数,由零点存在定理说明,从而确定这6项中的最大值是数列的最大项.
数列各项均为正,
,由得,一般地由数学归纳法知当时,由得(否则若,则,,,矛盾),
所以数列中,时,,是最小项.
又,,所以,,
记,则,两边求导得,即,
时,,是减函数,
所以时,是递减数列,因此有上界,时,,
即,
设,,时,,是增函数,
经过计算,得,而,所以时满足的满足,即,
从而,而这6个数中一定有最大值,此最大值也是数列的最大项.
故选:D.
【点睛】本题考查由数列的递推关系确定最大项和最小项,解题关键一是由数学归纳法证明数列有下界,再利用不等式的性质确定数列每一项满足,难点在于引入函数,利用导数证明在时是单调递减数列,再引入函数利用零点存在定理证明,从而说明有上界并在最大项.对学生的逻辑思维能力,创新意识要求较高,属于困难题.
【变式训练10-1】已知数列满足:,且,则下列关于数列的叙述正确的是( )
A. B. C. D.
【变式训练10-2】已知数列满足递推关系,且,若存在等比数列满足,则公比为( )
A. B. C. D.
【变式训练10-3】已知数列满足.若有无穷多个项,则( )
A. B. C. D.
题型11:根据不等式(求解目标)构造具体函数
【典型例题】设函数在R上存在导数,对任意的,有,且时,若,则实数的取值范围为( ).
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设,则,
当时,,
即在上单调递减,而,
所以,
故是偶函数,所以在上单调递增,
因为,
所以,
即.
故选:A
【变式训练11-1】已知函数是定义在上的可导函数,其导函数为,若,且对任意的恒成立,则不等式的解集为________.
【变式训练11-2】已知是定义在R上的奇函数,是其导函数.当x≥0时, 且,则的解集是( )
A. B.
C. D.
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