内容正文:
函数中的构造问题(抽象函数)
知识梳理
1、构造函数解不等式解题思路
利用函数的奇偶性与单调性求解抽象函数不等式,要设法将隐性划归为显性的不等式来求解,方法是:
(1)把不等式转化为;
(2)判断函数的单调性,再根据函数的单调性把不等式的函数符号“”脱掉,得到具体的不等式(组),但要注意函数奇偶性的区别.
①在上是偶函数,且在单调递增 若解不等式 ,则有(不变号加绝对值);
②在上是偶函数,且在单调递减 若解不等式 ,则有(变号加绝对值);
2、构造函数的规律方法归类总结
已知条件式
可构造的函数
原函数的导函数
f(x)+f'(x)>0(或<0)
F(x)=exf(x)
F'(x)=ex[f(x)+f'(x)]
nf(x)+xf'(x)>0(或<0)
F(x)=xnf(x)
F'(x)=xn-1[nf(x)+xf'(x)]
nf(x)+f'(x)>0(或<0)
F(x)=enxf(x)
F'(x)=enx[nf(x)+f'(x)]
f'(x)-f(x)>0(或<0)
F(x)=
F'(x)=
xf'(x)-f(x)>0(或<0)
F(x)=
F'(x)=
xf'(x)-nf(x)>0(或<0)
F(x)=
F'(x)=
f'(x)-nf(x)>0(或<0)
F(x)=
F'(x)=
f'(x)sin x-f(x)cos x>0(或<0)
F(x)=
F'(x)=
f'(x)cos x+f(x)sin x>0(或<0)
F(x)=
F'(x)=
f(x)+f'(x)±k>0(或<0)
F(x)=exf(x)±kex
F'(x)=ex[f(x)+f'(x)±k]
f'(x)-f(x)±k>0(或<0)
F(x)=
F'(x)=
题型1 利用构造函数
规律与方法
利用f(x)与kx加减构造函数
模型1.对于,构造
模型2.对于不等式,构造函数.
【例1】已知是函数的导数,且,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】令,对函数求导,利用的单调性可得答案.
【详解】设,因为,所以,
对函数求导,得,因为,所以,
所以函数是实数集上的增函数,
因此由.
故选:D.
练习:
1.(23-24高三下·重庆·月考)已知是函数的导数,且,,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】令,利用导数说明函数的单调性,再由,不等式即,结合单调性解得即可.
【详解】令,则,
所以在上单调递增,又,所以,
不等式,即,即,所以,
即不等式的解集为.
故选:B
2.(2024·山东聊城·三模)设函数的定义域为,导数为,若当时,,且对于任意的实数,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设,根据题意,可证为上的偶函数,且在上单调递增,在上单调递减,又由转化为,即,即可得解.
【详解】因为,
设,
则,
即为上的偶函数,
又当时,,
则,所以在上单调递增,在上单调递减,
因为,
所以,
即,所以,即,
解得.
故选:B
【点睛】关键点点睛:根据题意,设,研究函数的奇偶性和单调性,从而求解不式.
3.已知函数及其导数的定义域均为,对任意实数,,且当时,.不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】构造函数,从而结合导数与所给条件得到函数的单调性与对称性,在将所给不等式中化为即可得解.
【详解】令,则,
由题意可得,当时,,即在上单调递增,
由,则,
即,故为偶函数,故在上单调递减,
则不等式可化为:,
即,则有,即,
即,即,
解得.
故选:B.
【点睛】关键点点睛:本题关键点在于构造函数,从而结合导数与所给条件得到函数的单调性与对称性.
题型2 利用f(x)与x构造函数
规律与方法
利用f(x)与x构造函数
①出现nf(x)+xf'(x)形式,构造函数F(x)=xnf(x).
②出现xf'(x)-nf(x)形式,构造函数
【例2】(2025·江西南昌·三模)已知函数的定义域为,且,对任意,,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】设,由恒成立,在上单调递减,由可得,由单调性解不等式即可.
【解答过程】设,则 ,
对任意,,恒成立,即在上单调递减,
由可得,,解得,即解集为.
故选:A.
练习:
1.(2025·吉林·二模)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】A
【解题思路】令,求导可得在上单调递减,由已知可得,可得,可得不等式的解集.
【解答过程】由题意知,当时,,
令,则,
所以在上单调递减,
不等式等价于,
即为,所以,解得.
故选:A.
2.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
【解题思路】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.
【解答过程】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.
3.(24-25高三下·河北邯郸·月考)已知函数是定义域为的奇函数的导函数,当时,,且,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】构造函数,求导可得在上单调递增.根据是定义域为的奇函数得到为上的偶函数,结合的性质可求的解集.
【详解】根据题意,构造函数,求导得,
当时,,所以在上单调递增,
因为为奇函数,所以是偶函数,故在上单调递减.
因为,所以,故.
当时,不等式可化为,
因为在上单调递增,所以.
当时,因为在上为奇函数,所以,满足.
当时,不等式可化为,
因为在上单调递减,所以.
综上,的解集为.
故选:C.
题型3 利用f(x)与ex构造函数
规律与方法
模型1.对于不等式,构造函数
拓展:对于不等式,构造函数
模型2.对于不等式,构造函数
【例3】(24-25高三下·黑龙江鸡西·月考)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.
练习:
1.(24-25高三下·内蒙古赤峰·月考)已知函数在上可导,导函数为,满足,且为偶函数,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】构造函数,通过求导,结合条件判断函数单调性,利用为偶函数及,推出,即得,将所求不等式等价转化为,利用单调性即得.
【详解】设,则,故函数在上为增函数,
因,且为偶函数,故,故,则,
于是等价于,即,由函数的单调性可得,
即不等式的解集为.
故选:B.
2.(2025·四川德阳·三模)已知函数及其导函数在定义域均为且是偶函数,其函数图象为不间断曲线且,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】对求导,结合题意分析的符号,可得的单调性,结合单调性和偶函数性质解不等式即可.
【解答过程】因为,则,
又因为,即,
且,
当时,则,可得;
当时,则,可得;
可知在内单调递增,在内单调递减,且函数图象为不间断曲线,
若,即,
可得,则,解得,
所以不等式的解集为.
故选:C.
3.(2025·山西·模拟预测)已知函数在R上可导,其导函数为,且,则不等式的解集为 .
【答案】
【分析】构造函数利用函数的单调性解不等式即可.
【详解】设则,
故在R上单调递减,
且,即,
即,
故.
故不等式的解集为.
故答案为:
题型4 利用f(x)与sinx,cosx构造函数
规律与方法
模型1.(1)对于,即,
构造. (2)对于,构造.
模型2.(1) (2)
【例4】函数是定义在上的奇函数,其导函数为,且,当时,,则关于的不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】由题意可构造函数,利用导数判断其单调性,结合其奇偶性,即可判断的正负情况,结合,即可求得答案.
【解答过程】令,则,
由于当时,,故此时,
则在上单调递减,
由于函数是定义在上的奇函数,
则,即为上的偶函数,
则在上单调递增,
而,故,
故当或时,,当或时,,
由可得或,解得或,
故不等式的解集为,
故选:B.
练习:1.(2025·重庆九龙坡·二模)已知偶函数的定义域为,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】C
【解题思路】构造函数,利用导数讨论单调性,结合函数的偶函数性质解抽象不等式.
【解答过程】构造函数,
,
所以函数在单调递增,
因为函数为偶函数,所以函数也为偶函数,
且函数在单调递增,所以函数在单调递减,
因为,所以,
关于x的不等式可变为,也即,
所以,则解得或,
故选:C.
2.(23-24高三上·黑龙江齐齐哈尔·期末)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
3.(2025·全国·模拟预测)已知定义在上的函数满足,当时,不等式恒成立(为的导函数),若,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】构造函数,分析函数的奇偶性及其在上的单调性,可得出,,,结合函数在上的单调性可得出、、的大小关系.
【解答过程】由题意得函数为偶函数,构造函数,
所以,
易知当时,,所以函数在上单调递减.
因为,则,
由,则,
且,
因为函数在上单调递减,且,
所以,即,故选:C.
课后作业:
1.(23-24高三上·湖北武汉·期中)已知函数的定义域为,,对任意,,则的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】
构造函数,利用导数研究函数的单调性即可求解.
【详解】设,则,
对任意,,
对任意,,在上单调递减,
,,
由,得,
的解集为.
故选:D.
2.(2025·湖南·三模)已知是定义在上连续可导函数,其导函数为,若,且,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】构造函数,根据条件得在区间上单调递减,从而可得,即可求解.
【详解】令,则,
因为,则,所以,
则在区间上单调递减,
又,由,得到,所以,
解得,
故选:D.
3.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.
4.(2024·宁夏银川·三模)已知定义在R上的奇函数的图象是一条连续不断的曲线,是的导函数,当时,,且,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据构造函数,通过求导发现利用已知条件可知恒为正数,所以可知在时是单调递增函数,再结合已知条件又可知是偶函数,利用单调性和奇偶性解不等式即可.
【详解】令,则,
因为当时,,所以在上单调递增,
又为奇函数,且图象连续不断,所以为偶函数,
由,得,解得或
故选:D.
【点睛】关键点点睛:构造函数是基本的解题思路,因此观察题目所给的数的结构特点,以及函数与导数之间的内在联系,合理构造函数,利用导数判断单调性是解题的关键.
5.(24-25高三下·河北邢台·月考)已知函数在上可导,且,其导函数满足,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】构造新函数,利用导数判断的单调性,再将不等式变形,借助的单调性即可求解.
【详解】令,则,所以在上单调递增.
又不等式,等价于,
即,
所以,所以,解得.
故选:B.
6.(2024·云南楚雄·一模)已知是上的奇函数,且对任意的均有成立.若,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】构造函数,利用导数得到的单调性,再将问题转化为,从而得解
【详解】由得.
令,则,
所以在上单调递增,
又,为奇函数,
所以,,
则.
故选:B.
7.已知定义在上的函数的导数为,,且对任意的满足,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】构造,求导得到其单调性,并结合,得到时,,从而求出解集.
【详解】设,
因为,
所以,
故在上单调递减,
又,故,
故当时,,当时,,
,
故的解集为.
故选:A
8.设奇函数的定义域为,且的图象是连续不间断,任意,有,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】构造函数,可知为奇函数,利用导数可判断出函数在区间上为减函数,进而得出在定义域内的单调性,将所求不等式变形为
,利用函数的单调性可解出所求不等式.
【详解】令,定义域为,
因为函数为奇函数,所以,
则函数是定义在上的奇函数,
,
因为任意的,有,
所以当时,,则在上单调递增,
则函数是上的奇函数并且单调递增,
由,
因为,所以
,即,
所以,
又因为,因此.
故选:C.
9.(2026·陕西咸阳·三模)已知函数的定义域为,且满足,若函数有三个不同的零点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】已知,构造函数,
则,故,
设为常数,则,代入得,
,即,解得,
,
求导得,
当时,,单调递增;
当时,,单调递减;
在处取得极大值,即最大值;
当时,;时,;
令,
当时,有1个解;当时,有2个解;
当时,有1个解;当时,无解;
则等价于,
设,,求导得,
当,,单调递增,;
当,,单调递减,;
当时,,单调递减,;
当时,,单调递增,;
当时,;
当时,;
当时,;
要使有3个零点,需要对应的值,使得共有3个的解;
当时,对应1个的解;
当时,对应2个的解;总共个解,
时,,时,,
,
在单调递增,
,故,
综上可得.
10.(2026·青海西宁·二模)已知定义域为的函数的导函数为,且,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】解:设,则,
由,可得,又,所以,
则在上单调递增.
将原不等式两边同时除以得:,即,所以,
由在上单调递增,所以,即,
又因为且,所以,
综上,不等式的解集为.
11.(2026·贵州黔东南·模拟预测)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】D
【详解】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.
12.(2026·河南洛阳·模拟预测)定义在上的奇函数满足:,当时,,则函数的零点的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D
【分析】构造研究其奇偶性、区间单调性,问题转化为求与的交点个数,数形结合判断交点个数,即可得.
【详解】令且定义域为R,则,
所以为偶函数,在上,
所以在上单调递减,结合偶函数的对称性知,其在上单调递增,
由,则,且,则,
由于函数
由的零点个数等价于与的交点个数,函数大致图象如下,
函数关于对称,且时,,
在、上分别单调递减、单调递增,
显然时,
在上单调递增,则时恒成立,
在上单调递减,且时,,
所以使,
综上,与的交点横坐标有,即有3个零点.
故选:D
13.(23-24高三下·上海·月考)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 .
【答案】
【分析】构造函数,由已知得出为偶函数,且在上是增函数,在上为减函数,将转化为求解即可.
【详解】令,则,
当时,,
所以当时,,
即在上是增函数,由题意是定义在上的偶函数,
所以,又,
所以是偶函数,所以在上递减,
所以,
即不等式等价为,
所以,所以.
故答案为:.
14.(24-25高三上·海南省直辖县级单位·期中)已知定义在R上的函数满足,且的导函数满足,则不等式的解集为
【答案】
【分析】令,结合导数可得函数在R上单调递增,进而由将原不等式等价于,进而结合单调性求解即可.
【详解】令,则,
所以函数在R上单调递增,
因为,
故原不等式等价于,所以,
所以不等式的解集为.
故答案为:.
15.(24-25高三上·山东日照·月考)已知函数及其导函数在定义域均为且是偶函数,其函数图象为不间断曲线且则不等式的解集为 .
【答案】
【分析】分析函数的奇偶性和单调性,利用函数的性质把函数不等式转化为代数不等式求解.
【详解】因为,
所以.
又因为,用代替得:.
所以,当时,,所以.
所以在上单调递增.
又为偶函数,其图象关于轴对称,在上单调递减.
设,则,则,又,
所以,根据函数为偶函数,且图象不间断,在上单调递减,在上单调递增,所以.
即.
所以不等式的解集为.
故答案为:
【点睛】方法点睛:关于函数不等式的解法,一般要构造函数,利用函数的单调性等性质,把函数不等式转化为代数不等式求解.
16.(2024·河南·三模)已知函数的定义域为,为其导函数,若,,则不等式的解集是 .
【答案】
【分析】构造函数,求导确定函数的单调性,由于在上时,与同解,即可根据求解.
【详解】令,则
,
所以在上单调递增.
由于当,当,
而,
故在上,不等式与同解,
即,又,得,即,
所以原不等式的解集为.
故答案为:
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函数中的构造问题(抽象函数)
知识梳理
1、构造函数解不等式解题思路
利用函数的奇偶性与单调性求解抽象函数不等式,要设法将隐性划归为显性的不等式来求解,方法是:
(1)把不等式转化为;
(2)判断函数的单调性,再根据函数的单调性把不等式的函数符号“”脱掉,得到具体的不等式(组),但要注意函数奇偶性的区别.
①在上是偶函数,且在单调递增 若解不等式 ,则有(不变号加绝对值);
②在上是偶函数,且在单调递减 若解不等式 ,则有(变号加绝对值);
2、构造函数的规律方法归类总结
已知条件式
可构造的函数
原函数的导函数
f(x)+f'(x)>0(或<0)
F(x)=exf(x)
F'(x)=ex[f(x)+f'(x)]
nf(x)+xf'(x)>0(或<0)
F(x)=xnf(x)
F'(x)=xn-1[nf(x)+xf'(x)]
nf(x)+f'(x)>0(或<0)
F(x)=enxf(x)
F'(x)=enx[nf(x)+f'(x)]
f'(x)-f(x)>0(或<0)
F(x)=
F'(x)=
xf'(x)-f(x)>0(或<0)
F(x)=
F'(x)=
xf'(x)-nf(x)>0(或<0)
F(x)=
F'(x)=
f'(x)-nf(x)>0(或<0)
F(x)=
F'(x)=
f'(x)sin x-f(x)cos x>0(或<0)
F(x)=
F'(x)=
f'(x)cos x+f(x)sin x>0(或<0)
F(x)=
F'(x)=
f(x)+f'(x)±k>0(或<0)
F(x)=exf(x)±kex
F'(x)=ex[f(x)+f'(x)±k]
f'(x)-f(x)±k>0(或<0)
F(x)=
F'(x)=
题型1 利用构造函数
规律与方法
利用f(x)与kx加减构造函数
模型1.对于,构造
模型2.对于不等式,构造函数.
【例1】已知是函数的导数,且,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
练习:
1.(23-24高三下·重庆·月考)已知是函数的导数,且,,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
2.(2024·山东聊城·三模)设函数的定义域为,导数为,若当时,,且对于任意的实数,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
3.已知函数及其导数的定义域均为,对任意实数,,且当时,.不等式的解集为( )
A. B. C. D.
题型2 利用f(x)与x构造函数
规律与方法
利用f(x)与x构造函数
①出现nf(x)+xf'(x)形式,构造函数F(x)=xnf(x).
②出现xf'(x)-nf(x)形式,构造函数
【例2】(2025·江西南昌·三模)已知函数的定义域为,且,对任意,,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
练习:
1.(2025·吉林·二模)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.
2.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.
3.(24-25高三下·河北邯郸·月考)已知函数是定义域为的奇函数的导函数,当时,,且,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
题型3 利用f(x)与ex构造函数
规律与方法
模型1.对于不等式,构造函数
拓展:对于不等式,构造函数
模型2.对于不等式,构造函数
【例3】(24-25高三下·黑龙江鸡西·月考)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.
练习:
1.(24-25高三下·内蒙古赤峰·月考)已知函数在上可导,导函数为,满足,且为偶函数,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
2.(2025·四川德阳·三模)已知函数及其导函数在定义域均为且是偶函数,其函数图象为不间断曲线且,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
3.(2025·山西·模拟预测)已知函数在R上可导,其导函数为,且,则不等式的解集为 .
题型4 利用f(x)与sinx,cosx构造函数
规律与方法
模型1.(1)对于,即,
构造. (2)对于,构造.
模型2.(1) (2)
【例4】函数是定义在上的奇函数,其导函数为,且,当时,,则关于的不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
练习:1.(2025·重庆九龙坡·二模)已知偶函数的定义域为,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.
2.(23-24高三上·黑龙江齐齐哈尔·期末)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.
3.(2025·全国·模拟预测)已知定义在上的函数满足,当时,不等式恒成立(为的导函数),若,,,则( )
A. B. C. D.
课后作业:
1.(23-24高三上·湖北武汉·期中)已知函数的定义域为,,对任意,,则的解集为( )
A. B. C. D.
2.(2025·湖南·三模)已知是定义在上连续可导函数,其导函数为,若,且,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
3.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.
4.(2024·宁夏银川·三模)已知定义在R上的奇函数的图象是一条连续不断的曲线,是的导函数,当时,,且,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
5.(24-25高三下·河北邢台·月考)已知函数在上可导,且,其导函数满足,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
6.(2024·云南楚雄·一模)已知是上的奇函数,且对任意的均有成立.若,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
7.已知定义在上的函数的导数为,,且对任意的满足,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
8.设奇函数的定义域为,且的图象是连续不间断,任意,有,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
9.(2026·陕西咸阳·三模)已知函数的定义域为,且满足,若函数有三个不同的零点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
10.(2026·青海西宁·二模)已知定义域为的函数的导函数为,且,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
11.(2026·贵州黔东南·模拟预测)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.
12.(2026·河南洛阳·模拟预测)定义在上的奇函数满足:,当时,,则函数的零点的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
13.(23-24高三下·上海·月考)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 .
14.(24-25高三上·海南省直辖县级单位·期中)已知定义在R上的函数满足,且的导函数满足,则不等式的解集为
15.(24-25高三上·山东日照·月考)已知函数及其导函数在定义域均为且是偶函数,其函数图象为不间断曲线且则不等式的解集为 .
16.(2024·河南·三模)已知函数的定义域为,为其导函数,若,,则不等式的解集是 .
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