3.5 函数中的构造问题讲义-2027届高三数学一轮复习
2026-05-18
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普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 导数在研究函数中的作用 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 147 KB |
| 发布时间 | 2026-05-18 |
| 更新时间 | 2026-05-19 |
| 作者 | 至善教育 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57921935.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中数学高考复习讲义聚焦函数构造问题核心考点,涵盖抽象函数(和差型、与xⁿ/eⁿˣ/sinx构造)及具体函数构造,按命题规律分层梳理,通过题型突破、跟踪训练、泰勒展开拓展等环节,帮助学生建立构造思维框架。
讲义以高考命题趋势为导向,创新融合泰勒展开式进行超越不等式放缩,通过例5构造具体函数并结合lnx≤x-1等结论,培养学生数学思维与抽象能力。设置限时训练与分层练习,确保高效突破难点,为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。
内容正文:
第三章 一元函数的导数及其应用
§3.5 函数中的构造问题
【高考考向预测】
近三年高考函数构造类题型考查频次极高,遍布选择填空与导数压轴大题,涵盖作差构造、等价变形构造、同构构造、差值对称构造、分式换元构造等多种形式,多用于比较大小、证明不等式、求解参数范围、处理双变量与零点相关问题,是转化化归思想的集中体现;预测2027 年依旧为核心热门考点,命题趋向结构更隐蔽、形式更多样,侧重复合型式子拆分重组、限定条件下灵活构造,常融合指对放缩、极值点偏移、隐零点综合考查,弱化固定套路模板,着重考查学生观察式子特征、自主搭建函数模型、借助新函数性质推理解题的灵活思维与逻辑推演能力。
重点解读 函数中的构造问题是高考考查的一个热点内容,经常以客观题的形式出现,通过已知等式或不等式的结构特征,构造新函数,解决比较大小、解不等式、恒成立等问题.
【题型突破●明方向】
题型一 利用f(x)进行抽象函数构造
命题点1 构造和差型函数
例1 (多选)定义在(0,+∞)上的函数f(x)满足xf'(x)-1>0,则下列结论正确的是( )
A.f(2)-ln 2>f(1)
B.f(4)-f(2)>ln 2
C.f(2)+ln 2>f(e)+1
D.f(e2)-f(e)>1
命题点2 利用f(x)与xn构造
例2 已知函数f(x)是定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的奇函数,当x∈(0,+∞)时,xf'(x)<f(x),则不等式5f(2-x)+(x-2)f(5)<0的解集为( )
A.(-∞,-3)∪(3,+∞)
B.(-3,0)∪(2,3)
C.(-3,0)∪(2,7)
D.(-∞,-3)∪(2,7)
命题点3 利用f(x)与enx构造
例3 已知定义在R上的函数f(x)满足f(x)<f'(x)-2,则( )
A.f(2 026)-ef(2 025)<2(e-1)
B.f(2 026)-ef(2 025)>2(e-1)
C.f(2 026)-ef(2 025)>2(e+1)
D.f(2 026)-ef(2 025)<2(e+1)
命题点4 利用f(x)与sin x,cos x构造函数
例4 (多选)定义在上的函数f(x),已知f'(x)是它的导函数,且恒有cos x·f'(x)+sin x·f(x)<0成立,g(x)=,则( )
A.g<g
B.g>g
C.f>f
D.f>f
【跟踪训练】1 (1)(2025·毕节模拟)已知函数f(x)是定义域为R的奇函数,f'(x)是f(x)的导函数,f(1)=0,当x<0时,xf'(x)+3f(x)>0,则不等式f(x)<0的解集为( )
A.(-∞,-1)∪(0,1)
B.(-1,0)∪(0,1)
C.(-∞,-1)∪(1,+∞)
D.(-1,0)∪(1,+∞)
(2)(2025·重庆期末)函数f(x)的定义域为R,且f(x)<f'(x)+1,f(0)=3,则不等式f(x)>2ex+1的解集为( )
A.(-∞,0) B.(0,+∞)
C.(-∞,1) D.(1,+∞)
题型二 构造具体函数
例5 (1)已知a=ln,b=,c=,则( )
A.a<c<b B.a<b<c
C.c<a<b D.b<c<a
(2)已知a=e0.05,b=ln 1.05+1,c=,则( )
A.b>a>c B.b>c>a
C.a>c>b D.a>b>c
【跟踪训练】2 (1)(2026·泰安模拟)已知a=,b=-1,c=ln 5-2ln 2,则( )
A.a<c<b B.c<a<b
C.b<c<a D.a<b<c
(2)(2026·重庆模拟)已知x=ln-,y=ln-,z=ln 2-2,则( )
A.x>y>z B.x>z>y
C.z>y>x D.z>x>y
泰勒展开式
1.泰勒公式
如果函数f(x)在含有x0的某个开区间(a,b)内具有直到(n+1)阶的导数,则对∀x∈(a,b),
有f(x)=f(x0)+(x-x0)+(x-x0)2+…+(x-x0)n+Rn(x),
其中f(n)(x0)表示f(x)在x=x0处的n阶导数,Rn(x)是余项,等号后的多项式称为函数f(x)在x=x0处的n阶泰勒展开式.
2.麦克劳林公式
f(x)=f(0)+x+x2+…+xn+Rn(x),
麦克劳林公式是泰勒公式的特殊形式,仅仅是取x0=0的特殊结果,由于麦克劳林公式使用方便,在高考中经常会涉及.
3.常见函数的麦克劳林展开式(o(xn)是高阶无穷小量)
(1)ex=1+x++…++o(xn);
(2)sin x=x-+-…+(-1)n-1+o(x2n-1);
(3)cos x=1-+-+…+(-1)n+o(x2n);
(4)ln(1+x)=x-+-…+(-1)n-1+o(xn),x∈(-1,1];
(5)=1+x+x2+…+xn+o(xn);
(6)(1+x)α=1+αx+x2+…+xn+o(xn),x∈(-1,1).
4.两个超越不等式(注意解答题需先证明后使用)
(1)对数型超越放缩:≤ln x≤x-1(x>0);
(2)指数型超越放缩:x+1≤ex≤(x<1).
典例 (1)设a=0.1e0.1,b=,c=-ln 0.9,则( )
A.a<b<c B.c<b<a
C.c<a<b D.a<c<b
(2)(2021·全国乙卷)设a=2ln 1.01,b=ln 1.02,c=-1,则( )
A.a<b<c B.b<c<a
C.b<a<c D.c<a<b
【限时训练】
(30分钟)
一、单项选择题(每小题5分,共30分)
1.设a=,b=,c=,则a,b,c的大小关系为( )
A.a<b<c B.b<a<c
C.b<c<a D.c<a<b
2.已知函数f(x)的定义域为(0,π),其导函数是f'(x).若对任意的x∈(0,π),有f'(x)sin x-f(x)cos x<0,则关于x的不等式f(x)>2fsin x的解集为( )
A. B. C. D.
3.已知a=0.1,b=ln 1.1,c=ln 1.2-0.1,则( )
A.b>c>a B.c>a>b
C.a>c>b D.a>b>c
4.设f'(x)是定义在R上的连续函数f(x)的导函数,f(x)-f'(x)-2ex<0(e为自然对数的底数),且f(2)=-4e2,则不等式f(x)>-2xex的解集为( )
A.(2,+∞)
B.(-∞,-2)
C.(-∞,-2)∪(2,+∞)
D.(-2,0)∪(2,+∞)
5.已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,其导函数为f'(x),且当x<0时,2f(x)+xf'(x)<0,则不等式(x-2 026)2f(x-2 026)-f(-1)<0的解集为( )
A.(-∞,2 025)
B.(2 025,2 027)
C.(-∞,2 025)∪(2 027,+∞)
D.(2 027,+∞)
6.计算器计算ex,ln x,sin x,cos x等函数的函数值,是通过写入“泰勒展开式”程序的芯片完成的.“泰勒展开式”的内容为:如果函数f(x)在含有x0的某个开区间(a,b)内可以进行多次求导数运算,则当x≠x0时,有f(x)=f(x0)+(x-x0)+++…,其中f'(x)是f(x)的导数,f″(x)是f'(x)的导数,f(3)(x)是f″(x)的导数,….取x0=0,则sin 1精确到0.01的近似值为( )
A.0.82 B.0.84
C.0.86 D.0.88
二、多项选择题(每小题6分,共12分)
7.已知函数f(x)的定义域为R,其导函数为f'(x),且对任意的x∈R,都有f(x)+f'(x)>0,则下列说法正确的是( )
A.ef(1)<f(0) B.ef(1)>f(0)
C.2f(ln 2)<ef(1) D.2f(ln 2)>ef(1)
8.若f(x)满足xf'(x)-f(x)>x2sin x,△ABC的内角A为钝角,则下列选项正确的是( )
A.cos C·f(sin B)<sin B·f(cos C)
B.cos C·f(sin B)>sin B·f(cos C)
C.cos B·f(sin C)<sin C·f(cos B)
D.cos B·f(sin C)>sin C·f(cos B)
三、填空题(每小题5分,共10分)
9.已知a=sin 0.9,b=0.9,c=cos 0.9,则a,b,c的大小关系是 .(用“>”连接)
10.已知a=eπ-3,b=ln(eπ-2e),c=π-2,则a,b,c的大小关系为 .(用“<”连接)
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第三章 一元函数的导数及其应用
§3.5 函数中的构造问题
【高考考向预测】
近三年高考函数构造类题型考查频次极高,遍布选择填空与导数压轴大题,涵盖作差构造、等价变形构造、同构构造、差值对称构造、分式换元构造等多种形式,多用于比较大小、证明不等式、求解参数范围、处理双变量与零点相关问题,是转化化归思想的集中体现;预测2027 年依旧为核心热门考点,命题趋向结构更隐蔽、形式更多样,侧重复合型式子拆分重组、限定条件下灵活构造,常融合指对放缩、极值点偏移、隐零点综合考查,弱化固定套路模板,着重考查学生观察式子特征、自主搭建函数模型、借助新函数性质推理解题的灵活思维与逻辑推演能力。
重点解读 函数中的构造问题是高考考查的一个热点内容,经常以客观题的形式出现,通过已知等式或不等式的结构特征,构造新函数,解决比较大小、解不等式、恒成立等问题.
【题型突破●明方向】
题型一 利用f(x)进行抽象函数构造
命题点1 构造和差型函数
例1 (多选)定义在(0,+∞)上的函数f(x)满足xf'(x)-1>0,则下列结论正确的是( )
A.f(2)-ln 2>f(1)
B.f(4)-f(2)>ln 2
C.f(2)+ln 2>f(e)+1
D.f(e2)-f(e)>1
【答案】ABD
【解析】构造函数g(x)=f(x)-ln x,x>0,
则g'(x)=f'(x)-=,
因为xf'(x)-1>0,所以g'(x)>0,故g(x)是增函数.
由g(2)>g(1)得f(2)-ln 2>f(1)-ln 1,
即f(2)-ln 2>f(1),故A正确;
由g(4)>g(2)得f(4)-ln 4>f(2)-ln 2,
即f(4)-f(2)>ln 4-ln 2=ln 2,故B正确;
由g(e)>g(2)得f(e)-ln e>f(2)-ln 2,
即f(e)+ln 2>f(2)+1,故C错误;
由g(e2)>g(e)得f(e2)-ln e2>f(e)-ln e,
即f(e2)-2>f(e)-1,即f(e2)-f(e)>1,故D正确.
【思维升华】此类问题一般将不等式的两端转化为相同形式,然后利用单调性求解.
命题点2 利用f(x)与xn构造
例2 已知函数f(x)是定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的奇函数,当x∈(0,+∞)时,xf'(x)<f(x),则不等式5f(2-x)+(x-2)f(5)<0的解集为( )
A.(-∞,-3)∪(3,+∞)
B.(-3,0)∪(2,3)
C.(-3,0)∪(2,7)
D.(-∞,-3)∪(2,7)
【答案】D
【解析】由题意,令g(x)=,
则g'(x)=,
当x∈(0,+∞)时,xf'(x)<f(x),
则g'(x)<0,
所以g(x)在(0,+∞)上单调递减.
又f(x)为(-∞,0)∪(0,+∞)上的奇函数,
则g(-x)====g(x),
所以g(x)为定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的偶函数,
所以g(x)在(-∞,0)上单调递增,
由5f(2-x)+(x-2)f(5)<0,
得5f(2-x)<(2-x)f(5),易知x≠2,
当2-x>0,即x<2时,不等式可化为<,即g(2-x)<g(5),
由g(x)在(0,+∞)上单调递减,得2-x>5,解得x<-3,故x<-3;
当2-x<0,即x>2时,不等式可化为>,即g(2-x)>g(5)=g(-5),
由g(x)在(-∞,0)上单调递增,得2-x>-5,解得x<7,故2<x<7,
综上所述,不等式5f(2-x)+(x-2)f(5)<0的解集为(-∞,-3)∪(2,7).
【思维升华】(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F(x)=.
命题点3 利用f(x)与enx构造
例3 已知定义在R上的函数f(x)满足f(x)<f'(x)-2,则( )
A.f(2 026)-ef(2 025)<2(e-1)
B.f(2 026)-ef(2 025)>2(e-1)
C.f(2 026)-ef(2 025)>2(e+1)
D.f(2 026)-ef(2 025)<2(e+1)
【答案】B
【解析】令g(x)=,
则g'(x)=,
因为f(x)<f'(x)-2,即f'(x)-f(x)-2>0,
则g'(x)>0,
因此函数g(x)是增函数,
于是得g(2 026)>g(2 025),
即>,
所以f(2 026)+2>e[f(2 025)+2],
即f(2 026)-ef(2 025)>2(e-1).
【思维升华】(1)出现f'(x)+nf(x)形式,构造函数F(x)=enxf(x).
(2)出现f'(x)-nf(x)形式,构造函数F(x)=.
命题点4 利用f(x)与sin x,cos x构造函数
例4 (多选)定义在上的函数f(x),已知f'(x)是它的导函数,且恒有cos x·f'(x)+sin x·f(x)<0成立,g(x)=,则( )
A.g<g
B.g>g
C.f>f
D.f>f
【答案】ACD
【解析】g(x)=,x∈,
则g'(x)=,
因为cos x·f'(x)+sin x·f(x)<0,
所以g'(x)<0,则g(x)=在上单调递减,
所以g<g,g<g,故A正确,B错误;
又g<g,所以<,
即<,故f>f,故C正确;
由g<g,
得<,即<,
所以f>f,故D正确.
【思维升华】函数f(x)与sin x,cos x相结合构造可导函数的几种常见形式
F(x)=f(x)sin x,
F'(x)=f'(x)sin x+f(x)cos x;
F(x)=,
F'(x)=;
F(x)=f(x)cos x,
F'(x)=f'(x)cos x-f(x)sin x;
F(x)=,
F'(x)=.
【跟踪训练】1 (1)(2025·毕节模拟)已知函数f(x)是定义域为R的奇函数,f'(x)是f(x)的导函数,f(1)=0,当x<0时,xf'(x)+3f(x)>0,则不等式f(x)<0的解集为( )
A.(-∞,-1)∪(0,1)
B.(-1,0)∪(0,1)
C.(-∞,-1)∪(1,+∞)
D.(-1,0)∪(1,+∞)
【答案】D
【解析】令g(x)=x3f(x),则g'(x)=3x2f(x)+x3f'(x)=x2[3f(x)+xf'(x)],
由题意知当x<0时,g'(x)>0,故g(x)在(-∞,0)上单调递增,
因为函数f(x)是定义域为R的奇函数,
所以f(-x)=-f(x),
所以g(-x)=(-x)3f(-x)=x3f(x)=g(x),
所以g(x)是定义域为R的偶函数,
所以g(x)在(0,+∞)上单调递减,
又因为f(1)=0,所以f(-1)=-f(1)=0,
所以g(1)=g(-1)=0,
所以当x∈(-∞,-1)时,g(x)=x3f(x)<0,
则f(x)>0;
当x∈(-1,0)时,g(x)=x3f(x)>0,则f(x)<0;
当x∈(0,1)时,g(x)=x3f(x)>0,则f(x)>0;
当x∈(1,+∞)时,g(x)=x3f(x)<0,则f(x)<0.
则不等式f(x)<0的解集为(-1,0)∪(1,+∞).
(2)(2025·重庆期末)函数f(x)的定义域为R,且f(x)<f'(x)+1,f(0)=3,则不等式f(x)>2ex+1的解集为( )
A.(-∞,0) B.(0,+∞)
C.(-∞,1) D.(1,+∞)
【答案】B
【解析】设g(x)=,
对g(x)求导,则g'(x)==.
因为f(x)<f'(x)+1,即f'(x)-f(x)+1>0,而ex>0恒成立,所以g'(x)>0恒成立,
所以函数g(x)是R上的增函数.
又f(0)=3,则g(0)===2.
不等式f(x)>2ex+1可变形为f(x)-1>2ex,即>2,即g(x)>g(0).
因为g(x)是R上的增函数,所以x>0,
即不等式f(x)>2ex+1的解集为(0,+∞).
题型二 构造具体函数
例5 (1)已知a=ln,b=,c=,则( )
A.a<c<b B.a<b<c
C.c<a<b D.b<c<a
【答案】B
【解析】令f(x)=ln x-x+1(x>0),
所以f'(x)=-1=,
当x∈(0,1)时,f'(x)>0,f(x)单调递增,
当x∈(1,+∞)时,f'(x)<0,f(x)单调递减,所以f(x)≤f(1)=0,所以f(x)≤0,
当且仅当x=1时取等号,
则当x=时,f=ln-+1<0,
即ln<,所以a<b;
因为ln x-x+1≤0,故ln ex-1-ex-1+1≤0,
即ex-1≥x,当且仅当x=1时等号成立,
故=>,故b<c.
综上可知a<b<c.
(2)已知a=e0.05,b=ln 1.05+1,c=,则( )
A.b>a>c B.b>c>a
C.a>c>b D.a>b>c
【答案】D
【解析】令f(x)=ex-x-1(x>0),则f'(x)=ex-1>e0-1=0,
故f(x)在(0,+∞)上单调递增,f(x)>f(0)=e0-0-1=0,
则f(0.05)=e0.05-0.05-1=e0.05-1.05>0,故e0.05>1.05,f(ln 1.05)=1.05-ln 1.05-1>0,
故1.05>ln 1.05+1,故e0.05>ln 1.05+1>1>,即a>b>c.
【思维升华】通过研究或变形,使所研究的式子具有鲜明的结构特点,然后依据此特点构造新函数.常用的不等式:sin x<x<tan x,ln(x+1)<x(x>0),ln x≤x-1≤x2-x(x>0),ex≥x+1,ex≥ex>x(x>0).
【跟踪训练】2 (1)(2026·泰安模拟)已知a=,b=-1,c=ln 5-2ln 2,则( )
A.a<c<b B.c<a<b
C.b<c<a D.a<b<c
【答案】B
【解析】设f(x)=ex-x-1,则f'(x)=ex-1,
当x∈(-∞,0)时,f'(x)<0,f(x)单调递减,
当x∈(0,+∞)时,f'(x)>0,f(x)单调递增,
所以f(x)≥f(0)=0,即ex≥x+1,当且仅当x=0时等号成立,
所以>+1,即b=-1>=a.
设g(x)=ln x-x+1,
则g'(x)=-1=,x>0,
当x∈(0,1)时,g'(x)>0,g(x)单调递增,
当x∈(1,+∞)时,g'(x)<0,g(x)单调递减,
所以g(x)≤g(1)=0,即ln x≤x-1,当且仅当x=1时,等号成立,所以ln<-1=,即c=ln 5-2ln 2<=a,
所以c<a<b.
(2)(2026·重庆模拟)已知x=ln-,y=ln-,z=ln 2-2,则( )
A.x>y>z B.x>z>y
C.z>y>x D.z>x>y
【答案】C
【解析】令f(t)=ln t-,t>0,
则f'(t)=-=,
则当t∈(0,2)时,f'(t)>0,
当t∈(2,+∞)时,f'(t)<0,
即f(t)在(0,2)上单调递增,在(2,+∞)上单调递减,
又x=ln-=f,y=ln-=f,z=ln 2-2=f(2),
由<<2,故f(2)>f>f,即z>y>x.
泰勒展开式
1.泰勒公式
如果函数f(x)在含有x0的某个开区间(a,b)内具有直到(n+1)阶的导数,则对∀x∈(a,b),
有f(x)=f(x0)+(x-x0)+(x-x0)2+…+(x-x0)n+Rn(x),
其中f(n)(x0)表示f(x)在x=x0处的n阶导数,Rn(x)是余项,等号后的多项式称为函数f(x)在x=x0处的n阶泰勒展开式.
2.麦克劳林公式
f(x)=f(0)+x+x2+…+xn+Rn(x),
麦克劳林公式是泰勒公式的特殊形式,仅仅是取x0=0的特殊结果,由于麦克劳林公式使用方便,在高考中经常会涉及.
3.常见函数的麦克劳林展开式(o(xn)是高阶无穷小量)
(1)ex=1+x++…++o(xn);
(2)sin x=x-+-…+(-1)n-1+o(x2n-1);
(3)cos x=1-+-+…+(-1)n+o(x2n);
(4)ln(1+x)=x-+-…+(-1)n-1+o(xn),x∈(-1,1];
(5)=1+x+x2+…+xn+o(xn);
(6)(1+x)α=1+αx+x2+…+xn+o(xn),x∈(-1,1).
4.两个超越不等式(注意解答题需先证明后使用)
(1)对数型超越放缩:≤ln x≤x-1(x>0);
(2)指数型超越放缩:x+1≤ex≤(x<1).
典例 (1)设a=0.1e0.1,b=,c=-ln 0.9,则( )
A.a<b<c B.c<b<a
C.c<a<b D.a<c<b
【答案】C
【解析】因为e0.1≈1+0.1+=1.105,所以0.1e0.1≈0.110 5<b=≈0.111 1,所以a<b.
因为c=-ln 0.9=ln=ln≈-+≈0.105<a,所以c<a,
综上所述,c<a<b.
(2)(2021·全国乙卷)设a=2ln 1.01,b=ln 1.02,c=-1,则( )
A.a<b<c B.b<c<a
C.b<a<c D.c<a<b
【答案】B
【解析】方法一 由泰勒公式,可知ln(1+x)≈x-x2+x3,(1+x-1≈x-x2+x3,
则a=2ln 1.01=2ln(1+0.01)≈2×≈0.019 90,
b=ln 1.02=ln(1+0.02)≈0.02-×0.022+×0.023≈0.019 803,
c=-1=(1+0.04-1≈×0.04-×0.042+×0.043=0.019 804,
由此可知b<c<a.
方法二 b-c=ln 1.02-+1,设f(x)=ln(x+1)-+1,
则b-c=f(0.02),f'(x)=-
=,当x≥0时,x+1=≥,故当x≥0时,f'(x)=≤0,所以f(x)在[0,+∞)上单调递减,所以f(0.02)<f(0)=0,即b<c.
a-c=2ln 1.01-+1,设g(x)=2ln(x+1)-+1,则a-c=g(0.01),g'(x)=-=,当0≤x<2时,≥=x+1,故当0≤x<2时,g'(x)≥0,所以g(x)在[0,2)上单调递增,所以g(0.01)>g(0)=0,故c<a,从而有b<c<a.
【限时训练】
(30分钟)
一、单项选择题(每小题5分,共30分)
1.设a=,b=,c=,则a,b,c的大小关系为( )
A.a<b<c B.b<a<c
C.b<c<a D.c<a<b
【答案】B
【解析】设f(x)=,x>0,
则f'(x)=.
令f'(x)>0得0<x<e,所以函数f(x)在(0,e)上单调递增.
因为<2<e,所以f()<f(2)<f(e),
即<<,即<<,所以b<a<c.
2.已知函数f(x)的定义域为(0,π),其导函数是f'(x).若对任意的x∈(0,π),有f'(x)sin x-f(x)cos x<0,则关于x的不等式f(x)>2fsin x的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】令函数g(x)=,x∈(0,π),
则g'(x)=<0,
因此函数g(x)在(0,π)上单调递减,
不等式f(x)>2fsin x⇔>,
即g(x)>g,解得0<x<,
所以原不等式的解集为.
3.已知a=0.1,b=ln 1.1,c=ln 1.2-0.1,则( )
A.b>c>a B.c>a>b
C.a>c>b D.a>b>c
【答案】D
【解析】令函数f(x)=ln(1+x)-x(x>-1),求导得f'(x)=-1,当x>0时,f'(x)<0,则函数f(x)在(0,+∞)上单调递减,
所以f(x)<f(0)=0,即当x>0时,ln(1+x)<x,
则ln 1.1<0.1,即b<a,
又f(0.2)<f(0.1),即ln 1.2-0.2<ln 1.1-0.1,
则ln 1.2-0.1<ln 1.1,
即c<b,所以a>b>c.
4.设f'(x)是定义在R上的连续函数f(x)的导函数,f(x)-f'(x)-2ex<0(e为自然对数的底数),且f(2)=-4e2,则不等式f(x)>-2xex的解集为( )
A.(2,+∞)
B.(-∞,-2)
C.(-∞,-2)∪(2,+∞)
D.(-2,0)∪(2,+∞)
【答案】A
【解析】设g(x)=+2x,则g'(x)=+2=,
∵f(x)-f'(x)-2ex<0,∴f'(x)-f(x)+2ex>0,即g'(x)>0,
∴函数g(x)是R上的增函数,又f(2)=-4e2,
∴g(2)=+4=+4=0,
由f(x)>-2xex,可得+2x>0,即g(x)>0=g(2),
又函数g(x)是R上的增函数,∴x>2,
即不等式的解集为(2,+∞).
5.已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,其导函数为f'(x),且当x<0时,2f(x)+xf'(x)<0,则不等式(x-2 026)2f(x-2 026)-f(-1)<0的解集为( )
A.(-∞,2 025)
B.(2 025,2 027)
C.(-∞,2 025)∪(2 027,+∞)
D.(2 027,+∞)
【答案】C
【解析】令F(x)=x2f(x),
则F'(x)=2xf(x)+x2f'(x)=x[2f(x)+xf'(x)],
因为当x<0时,2f(x)+xf'(x)<0,
所以当x<0时,F'(x)=x[2f(x)+xf'(x)]>0,
即F(x)在(-∞,0)上单调递增,
因为f(x)是定义在R上的偶函数,
所以f(-x)=f(x),
所以F(-x)=(-x)2f(-x)=x2f(x)=F(x),
所以F(x)是偶函数,且在(0,+∞)单调递减,
所以F(x-2 026)=(x-2 026)2f(x-2 026),F(-1)=(-1)2f(-1)=f(-1),
即不等式(x-2 026)2f(x-2 026)-f(-1)<0等价为F(x-2 026)<F(-1),
所以|x-2 026|>1,解得x<2 025或x>2 027,
所以不等式(x-2 026)2f(x-2 026)-f(-1)<0的解集为(-∞,2 025)∪(2 027,+∞).
6.计算器计算ex,ln x,sin x,cos x等函数的函数值,是通过写入“泰勒展开式”程序的芯片完成的.“泰勒展开式”的内容为:如果函数f(x)在含有x0的某个开区间(a,b)内可以进行多次求导数运算,则当x≠x0时,有f(x)=f(x0)+(x-x0)+++…,其中f'(x)是f(x)的导数,f″(x)是f'(x)的导数,f(3)(x)是f″(x)的导数,….取x0=0,则sin 1精确到0.01的近似值为( )
A.0.82 B.0.84
C.0.86 D.0.88
【答案】B
【解析】根据题意,f(x)=sin x,f'(x)=cos x,f″(x)=-sin x,f(3)(x)=-cos x,…,
取x0=0,可得f(x)=f(0)+x+x2+x3+…,
则f(x)=sin x=0+1×x+0×x2+(-1)×x3+0×x4+1×x5+…
=x-x3+x5+…,
令x=1,代入上式可得f(1)=sin 1=1-++…=+…≈0.84,
所以sin 1≈0.84.
二、多项选择题(每小题6分,共12分)
7.已知函数f(x)的定义域为R,其导函数为f'(x),且对任意的x∈R,都有f(x)+f'(x)>0,则下列说法正确的是( )
A.ef(1)<f(0) B.ef(1)>f(0)
C.2f(ln 2)<ef(1) D.2f(ln 2)>ef(1)
【答案】BC
【解析】令g(x)=exf(x),
所以g'(x)=exf(x)+exf'(x)=ex[f(x)+f'(x)]>0,
所以g(x)在R上是增函数,所以g(0)<g(1),
即f(0)<ef(1),故A错误,B正确;
又g(ln 2)<g(1),
所以eln 2f(ln 2)<ef(1),
即2f(ln 2)<ef(1),故C正确,D错误.
8.若f(x)满足xf'(x)-f(x)>x2sin x,△ABC的内角A为钝角,则下列选项正确的是( )
A.cos C·f(sin B)<sin B·f(cos C)
B.cos C·f(sin B)>sin B·f(cos C)
C.cos B·f(sin C)<sin C·f(cos B)
D.cos B·f(sin C)>sin C·f(cos B)
【答案】AC
【解析】xf'(x)-f(x)>x2sin x,
当x∈时,
sin x>0,所以>sin x>0,
令F(x)=,x∈,
则F'(x)=>0,
所以F(x)在上单调递增.
因为在△ABC中,角A为钝角,
所以0<B+C<,即0<B<-C<,
所以0<sin B<sin=cos C<1<,
所以F(sin B)<F(cos C),
即<,即cos C·f(sin B)<sin B·f(cos C),故A正确,B不正确.
同理,由0<B+C<可得0<C<-B<,
所以0<sin C<sin=cos B<1<,
所以F(sin C)<F(cos B),
即<,
即cos B·f(sin C)<sin C·f(cos B),故C正确,D不正确.
三、填空题(每小题5分,共10分)
9.已知a=sin 0.9,b=0.9,c=cos 0.9,则a,b,c的大小关系是 .(用“>”连接)
【答案】b>a>c
【解析】令函数f(x)=x-sin x,x>0,
则f'(x)=1-cos x,则f'(x)≥0恒成立,
故函数f(x)在定义域(0,+∞)上单调递增,
所以当x>0时,f(x)>f(0)=0,
则f(0.9)=0.9-sin 0.9>0,
于是0.9>sin 0.9,即b>a,
当x∈时,x-∈,
则sin x-cos x=sin>0,
所以sin x>cos x,而<0.9<,
于是sin 0.9>cos 0.9,即a>c.综上可得b>a>c.
10.已知a=eπ-3,b=ln(eπ-2e),c=π-2,则a,b,c的大小关系为 .(用“<”连接)
【答案】b<c<a
【解析】由a=eπ-3,b=ln(eπ-2e),
即a=e(π-2)-1,b=ln(eπ-2e)=ln(π-2)+1,
令f(x)=ex-1-x,
当x>1时,f'(x)=ex-1-1>0恒成立,
故f(x)在(1,+∞)上单调递增,
则f(π-2)=e(π-2)-1-(π-2)>f(1)=0,即a>c;
令g(x)=ln x-x+1,
当x>1时,g'(x)=-1=<0恒成立,
故g(x)在(1,+∞)上单调递减,
则g(π-2)=ln(π-2)+1-(π-2)<g(1)=0,即b<c,
故b<c<a.
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