内容正文:
增分微课4 构造法在解决函数、导
数问题中的应用
1
类型一
类型二
类型三
课时作业
2
导数中构造函数大多以小题方式考查.函数与方程思想、转化与
化归思想是高中数学思想方法中比较重要的两个思想,而导数中的
构造函数的解题思路恰好是这两种思想的体现.
3
角度1 利用与 构造函数
例1(1)已知定义域为的函数,对任意的 都有
,且,则不等式 的解集为
( )
A. B. C. D.
[解析] 构造函数,则 ,所以
在上单调递增,且.由
可得,即,所以,解得 .
故选B.
√
类型一 逆用导函数思维
4
(2)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.
√
5
[解析] 令, ,
则,所以在 上单
调递减.
不等式 等价于
,即,所以
解得 .故选A.
6
变式题 [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.
[解析] 设,则, 对任意 ,
,恒成立,即在
上单调递减,
由可得 ,
,解得,故所求解集为 .故选A.
√
7
角度2 利用与 构造函数
例2 [2025·茂名一模]已知函数为上的奇函数, ,当
时,,不等式 的解集为( )
A. B.
C. D.
√
8
[解析] 构造,则 ,因为当
时,,所以, 单调递增,则
的正负符号由决定.
又因为 ,所以.因为在上单调递增,
所以当 时,,所以此时;
当时, ,所以此时.
又因为为 上的奇函数,所以当时,,
则,当 时,,
则,且 .
9
若,则或即
或
解得或.
综上, 的解集为 .故选D.
变式题 若定义在上的函数满足,则当
时,与 的大小关系为( )
A. B.
C. D.不能确定
[解析] 令,则 ,因
为,所以,即函数在 上单调递增,
又,所以,即,即 .故选B.
√
11
角度3 利用与, 构造函数
例3 已知定义在上的函数满足 ,且当
时,,若,则
的解集为_ _______.
12
[解析] 因为当时, ,所以由
可得 ,令
, ,
则当时,,故在 上
单调递增.
因为是定义在上的函数且满足 ,
则,则为 上的偶函数.
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又,所以,因为当时 ,
所以,即,即,
结合 的奇偶性和单调性可得,,解得,
故 的解集为 .
变式题 (多选题)已知函数对于任意的 都有
,则下列不等式成立的是( )
A. B.
C. D.
√
√
15
[解析] 令,对于任意的 ,
,所以在 上
单调递增,所以,即 ,即
,故A错误;
由 ,得,即,故B正确;
由 ,得,即,C正确;
由,得,即 ,故D错误.
故选 .
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总结反思
逆用导函数思维构造函数解题的前提是熟悉常见函数的导数公式以
及四则运算法则,最好能记住常见的构造模型.下面是常见的构造模
型.
模型1:对于不等式,构造函数 .
模型2:对于不等式,构造函数
模型3:对于不等式,构造函数 .
模型4:对于不等式,构造函数 .
17
拓展:对于不等式,构造函数 .
模型5:对于不等式 ,构造函数
.
模型6:对于不等式,若 ,则构造函数
.
模型7:当时,对于不等式 (或
),即 (或
),构造函数 .
模型8:对于不等式 ,构造函数
.#3.1.9
例4(1)设,,,则,, 的大小关系为( )
A. B. C. D.
[解析] 构造函数,则,当时, ,当
时,,所以函数在 上单调递减.
因为,, ,且
,所以,即 .故选A.
√
类型二 具体函数构造
19
(2)[2026·南通模拟]已知且, 且
,且 ,则( )
A. B. C. D.
[解析] 由可得 ,同理
,.
令 ,则有,, ,
因为,所以当时,,当 时,
,所以在上单调递增,在 上单调递减,所
以,且当时, ,当
时, .
√
20
由单调性知,
,且, ,
,所以,,,即 ,再由单调性
知, .故选D.
总结反思
此类问题常化为结构相同的双变量结构,构造新函数,利用新函数
的单调性解决.
22
变式题(1)已知 , 均为锐角,且 ,
则( )
A. B.
C. D.
√
23
[解析] 将 ,整理得
,
令, ,
因为,所以在 上单调递增,所以
,又 , 均为锐角,所以 ,
,所以 , .故选D.
24
(2)[2022·全国甲卷]已知,, ,则( )
A. B. C. D.
[解析] 因为,当时, ,所以
,即,所以;
设, ,
则,所以在 上单调递增,则
,即,所以.
所以 ,故选A.
√
25
例5(1)[2025·烟台三模]若不等式 恒成立,
则实数 的取值范围为( )
A. B. C. D.
[解析] 由,得 ,
令,则恒成立,则 恒成立.
令,则,当时, ,当
时,,所以在 上单调递减,在
上单调递增,所以,所以 ,故实数
的取值范围为 .故选C.
√
类型三 同构
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(2)[2025·玉溪三模]设函数, ,若存
在,,使得,则 的最大值为( )
A. B. C. D.
[解析] 由,可得 ,所以
,又因为,所以在
上单调递增,
因为,所以 ,所以.
令, ,则,,
√
27
令 ,,则,,
可得,所以 在上单调递减.
因为,所以当时, ,
,则在上单调递增,当 时,
,,则在上单调递减,所以当
时,取得最大值,所以 .
故选A.
总结反思
与和 相关的常见同构模型:
①,构造函数 或
;
②,构造函数或 ;
③ ,构造函数
或 .
29
变式题(1)已知函数, ,若存在正数
,,使得,则 的最小值为__.
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[解析] 因为,,所以 ,由题意可得
,整理可得 ,即
因为,在 上均单调递减,所以
在上单调递减,可得,则 .
构造函数,,则,当时, ,
当时,,所以在上单调递减,在 上单
调递增,则,所以的最小值为 .
(2)已知函数,若 恒成立,则正实
数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
[解析] ,
,且,两边加上 得
.
设,则, 单调递增,
,即 .
√
32
令 ,则, 的定义域
是, 当时,, 单调递增,当
时,,单调递减, 当时,
取得极大值即为最大值, ,
, .
课时作业
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1.不等式 的解集是( )
A. B. C. D.
[解析] 设,则,当 时,
,当时,,所以在 上单调递增,在
上单调递减.
原不等式可化为,即 ,结合,
可得,所以原不等式的解集为 .
故选B.
√
课 时 作 业
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2.已知函数的导函数为,对任意实数 ,都有
,且,则 的解集为( )
A. B.
C. D.
[解析] 由,,可得 ,
令,则,又 ,所
以,所以在上单调递增.
原不等式等价于 ,所以,则原不等式的解集为 .
故选B.
√
课 时 作 业
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3.[2025⋅ 南京六校联考]已知, ,
,则( )
A. B. C. D.
[解析] 因为,所以 .构造函数
,,则 .
令, ,则
,则在 上单调递增,
得,则在 上单调递增.
又,,,所以 .故选D.
√
课 时 作 业
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4.[2025·十堰四月调考]已知 ,
,则 的取值范围为( )
A. B.
C. D.
√
课 时 作 业
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[解析] 令,则,当 时,
,所以函数在 上单调递减.
因为 ,所以
,即 ,又
,,所以 ,即
,
因为 ,所以,所以或
,解得或 ,
则 的取值范围是 .故选C.
课 时 作 业
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5.已知,,,其中 为自然对数的底数,则( )
A. B. C. D.
[解析] 由题意得,, .
设,则,当时,, 单调递增,
又,所以 ,即
,所以 .故选A.
√
课 时 作 业
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6.已知函数的定义域为,设的导函数是 ,若
恒成立,则( )
A. B.
C. D.
[解析] 设 ,则
,故在 上单调递增,所
以,即,所以 .故选D.
√
课 时 作 业
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7.已知对任意恒成立,则 的最大值为( )
A.0 B. C. D.1
[解析] 由,得 ,所以
对任意恒成立.
令 ,则在上单调递增,
令,得 ,当时,,当时,,
所以在 上单调递减,在上单调递增,
所以 ,即.
√
课 时 作 业
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令,,则 在
上单调递增,
令,得,所以当 时,,
当时,,
所以在 上单调递减,在上单调递增,
所以,所以,所以 的最大值为1.故选D.
课 时 作 业
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8.[2026⋅ 长沙一中月考]已知实数,,满足 ,
,,其中 为自然对数
的底数,则,, 的大小关系是( )
A. B. C. D.
√
课 时 作 业
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[解析] 设函数,其定义域为,且 ,当
时,,则在上单调递增;当 时,
,则在上单调递减.
因为 ,,
,所以,, ,即
,,且,, ,所以
且,,,所以 .
故选D.
课 时 作 业
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9.(多选题)已知 ,则下列结论正确的有( )
A. B.
C. D.
[解析] 设,则,所以 在
上单调递增,又,所以 ,即
,即,故A正确;
令, ,则,而,所以
,故B不正确;
√
√
√
课 时 作 业
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设,则 ,当时,
,函数单调递减,当 时,,
函数单调递增,则在 处取得最小值,
最小值为,所以 ,故C正确;
设,则 ,所以
在上单调递增,又,所以 ,
即,即,故D正确.
故选 .
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10.已知奇函数及其导函数的定义域均为, ,当
时,,则使不等式成立的 的取值
范围是___________________.
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[解析] 当时,因为 ,所以
.令,则当
时,,所以在 上单调递增.
因为是奇函数,即 ,所以
,所以 为偶函
数,其图象关于轴对称.
因为,所以 ,所以,作出 的大致
图象如图所示.
由图可知,使不等式成立的的取值范围是 .
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11.对任意,,当时,,则 的
取值范围为________.
[解析] 由,得 ,两边取自然对
数,得,即 ,则
.
令,则在 上单调递减,
所以在上恒成立,则对 恒成立,所
以对恒成立,所以 .
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12.[2025·重庆八中月考] 若对任意
恒成立,则实数 的取值范围为_ _______.
[解析] 根据题意得 ,即
.
令 ,则,,
令 ,则,当时,,
单调递减,当时,, 单调递增,所以
,
所以在 上单调递增.
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因为,所以,所以 .
令,则,当 时,
,当时,,所以在 上单调递增,
在上单调递减,所以,所以 ,
所以实数的取值范围为 .
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