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课时冲关19函数中的构造问题
[基础训练组]
1.己知定义在R上的函数x)满足2)=20,且x)的导函数f(x)满足f(w)>6x2十
2,则不等式w)>2x3+2x的解集为()
A.{xx>-2}
B.{xx>2)}
C.{xx<2}
D.{xx<-2或x>2}
解析:B[令函数g(x)=x)-2x3-2x,则g'(x)=(x)-6x2-2>0,所以gx)在R
上单调递增。
因为g(2)=2)-2×23-2×2=0,所昕以原不等式等价于g(w)>0=g(2),
所以所求不等式的解集为{xx>2}.]
2.已知a,b,c∈,且=-5na,=-3nb,=-2lnc,则()
A.b<c<a
B.c<b<a
C.a<c<b
D.a<b<c
解析:A[设函数x)=xnx,f()=1+lnx,当x∈,(x)>0,此时x)单调递增
当x∈,f(w)<0,此时fx)单调递减,由题=-5lna,=-3lnb,=-2nc,得ana=
ln,bnb=ln,cnc=ln=ln,因为<<<,所以h>n>ln,则adna>cnc>blnb,且
a,b,c∈,所以a>c>b.]
3.己知x)是定义在R上的奇函数,-1)=0,当x<0时,f(x)十x)<0,则使得
x)>0成立的x的取值范围是()
A.(-∞,-1)U(0,1)
B.(-1,0)U(1,+∞)
C.(-∞,-1)U(-1,0)
D.(0,1)U(1,+∞)
解析:B[构造函数Fx)=xx),
因为x)为奇函数,所以(-x)=-x-x)=x)=Fw),所以F(x)为偶函数,
因为当x<0时,xf)+x)<0,即F'()<0,
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所以x<0时,函数x)单调递减,x>0时,函数x)单调递增,
因为尤-1)=0,所以F(-1)=(-1-1)=0.F(1)=0.因为x)>0,所以>0,
所以或所以x>1或-1<x<0.]
4.x)在(0,+∞)上的导函数为f(),f()>2fx),则下列不等式成立的是()
A.20242025)>20252f2024)
B.2024f2025)<202522024)
C.2024f2025)>20252024)
D.20242025)<2025f2024)
解析:A[令g(x)=(x>0),则g'(c)==,
xf()>2x),g')>0,
∴g(x)在(0,+o∞)上单调递增,
.∴g(2024)<g(2025),即<,
∴.20242025)>20252024.]
5.设a=ln3,b=ln2,c=ln3,则a、b、c的大小关系是()
A.a>b>c
B.b>c>a
C.c>a>b
D.c>b>a
解析:D[构造函数x)=,其中x>0,则f(x)=,
当0<x<e时,f(x)>0,所以函数fx)在(0,e)上单调递增,
因为0<<<e,则0<f0,
即<,即n2<ln3,
所以b<c,
因为3=243<256=2,故5ln3<8n2,即ln3<ln2<n2,即a<b,
因此,c>b>a.]
6.己知a=e3,b=ln(er-2e),c=π-2,则()
A.b<c<a
B.b<a<c
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C.c<a<b
D.c<b<a
解析:A[由a=e3,b=ln(er-2e),
即a=ec-2)1,b=ln(e元-2e)=ln(m-2)+1,
令fx)=e1-x(x>1),则f(x)=e1-1>0在(1,+oo)上恒成立,
故x)在(1,+∞)上单调递增,
则有fπ-2)=ec-2)-1-(-2)>1)=0,即a>c,令gx)=lnx-x+1(x>1),
则g'(x)=-1=<0在(1,+∞)上恒成立,故g(x)在(1,+o)上单调递减,
则有g(m-2)=ln(π-2)+1-(π-2)<g(1)=0,即b<c,故b<c<a]
7.设a=2ln1.01,b=-1,c=,则()
A.a<b<c
B.c<a<b
C.b<a<c
D.c<b<a
解析:D[令x)=lnx,gx)=-1,
h(x)=f(x)-g(x)=In x-+1,
h'(x)=-=,可以判断hx)在[0,4]上单调递增
a-b=2n1.01-+1=n1.012-+1=n1.0201-+1>ln1.02-+1=h(1.02)>h1)=
0,
所以a>b,(b+1)2-(c+1)2=1.02-2
=->0,
所以(b+1)2>(c+1)2,
又因为b=-1>0,c=>0,
所以b+1>c+1,即b>c,所以c<b<a]
8.设函数x)的定义域为(O,十∞),f(x)是函数fx)的导函数,x)+(xln x)f(x)>
0,则下列不等关系正确的是()
A.3)1og23>2)
B.An<0
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C.3)>29)
D.K<0
解析:A[函数fx)的定义域为(O,+o),则fx)+cnxf)>0片x)+f(x)nx>
0,令gx)=x)nx,x>0,则g(x)=fx)+f(x)lnx>0,即gx)在0,+o∞)上单调递增,
对于A,g(3)>g(2),即3)h血3>2)n2÷3)1og23>2),A正确;对于B,8>g1),
即3)n>1)n1=0,B不正确;对于C,g3)<g(9),即3)ln3<9)ln9=29)ln3÷3)
<2f9),C不正确;对于D,g<g1),即n<1)n1=0,有-2f<0片f>0,D不正确.]
9.已知不等式x+lnx+≥xm对x∈(1,十∞)上恒成立,则实数m的最小值为
解析:x+mnx+≥xm可变为x+≥xm-mnx→x+e≥x”-lnx",
再变形可得,ex-lne≥xm-lnx",
设fx)=x-hx(x>0),原不等式等价于
e)≥",因为f(x)=1-=,所以函数fc)在(0,1)上单调递减,在(1,+o)上单
调递增,而x>1,ex=∈(0,1),
当m<0时,0<xm<1,所以由e)≥x),可得e≤xm,
因为x>1,所以lnex≤nxm→≥-.
设0(w)=-(x>1),p(x)=-=,所以函数w)在(1,e)上单调递增,在(e,+∞)上单
调递减,所以o(x)ax=o(e)=-e,即-e≤l<0.
当m=0时,不等式x+≥1在x∈(1,+o)上恒成立;
当m>0时,xm>1,无论是否存在m∈(0,+o),使得e)≥x"∞在x∈(1,+oo)上
恒成立,都可判断实数m的最小值为-e.
答案:一e
10.己知定义在R上的奇函数x)满足2+x)=一),且当x∈[0,1]时f(x)>兀,则
不等式fw)≤sinπx在[一3,3]上的解集为
解析:因为x)为定义在R上的奇函数,
则-x)=-w),且0)=0,
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所以f2+x)=-x)=-x),
则f4+)=-x+2)=x),
所以函数x)为周期为4的函数,且图象关于x=1对称.
令g(x)=fx)-πr,x∈[0,1],
则g'(x)=f(x)-π>0,
所以函数g(x)在[0,1]上单调递增
所以当x∈[0,1]时,gx)≥g(0)=0,
即fx)≥πx,
设hx)=sin-,x∈[0,1],
则h'(x)=πcos-兀=π(cosx-1)≤0,
所以函数(x)在[0,1]上单调递减,
则当x∈[0,1]时,h(x)≤h(0)=0,
即sinx≤πx,
所以fx)≥sinx在[0,1]上恒成立,
结合对称性可画出函数x)和y=sin兀r在
[-3,3]上的简图,如图所示:
v=f(x)
由图象可知,不等式fx)≤sinx在[-3,3]上的解集为[-2,0]U[2,3].
答案:[-2,0]U[2,3]
[能力提升组]
11.已知函数x)是定义在R上的偶函数,其导函数为fx),且当x<0时,2xw)十
xf(x)<0,则不等式(x-2024)x-2024)一-1)0的解集为()
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A.(-∞,2025)
B.(2023,2025)
C.(-∞,2025)U(2023,+∞)
D.(-∞,2023)U(2025,+∞)
解析:D[令Fx)=xx),
则F'(x)=2xfx)+xf(w)=x[2X)+Xfx)],当x<0时,2)+xf(x)<0,
所以当x<0时,F'()=x[2x)+x(X]>0,即Fx)在(-∞,0)上是增函数,
由题意x)是定义在R上的偶函数,所以-x)=x),所以F(-x)=(-x)-x)=xx)
=Fx),所以Fx)是偶函数,在(0,+∞)递减,所以Fx-2024)=(K-2024)fx-2024),
F(-1)=(-1)(-1)=-1),即不等式等价为
Fx-2024)F(-1),所以x-2024>1,
所以x<2023或x>2025.]
12.已知可导函数fx)是定义在上的奇函数.当x∈时,x)十fx)anx>0,则不等
式cosx:f什sinx-x)>0的解集为()
A.
B.
c
D
解析:D[当x∈时,fx)+f(c)tanx>0,则cosx)+f(x)sinx>0,
则函数sxx)在上单调递增,又可导函数x)是定义在上的奇函数
则sixx)是上的偶函数,且在上单调递减,
由可得x∈,
则x+∈,-x∈,
则x∈时,不等式cos x:f+sinx(-x)>0,
可化为sinf>sin(-x)-x),
又由函数smfx)在上单调递增,且-x∈,x+∈,
则有>x+>-x>0,
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解之得-<x<0.]
13.已知1>0,对任意的x∈(0,+∞),不等式e2-≥0恒成立,则1的最小值为
解析:.对于任意x∈(0,+∞),1>0,不等式e2w-≥0恒成立,
.对于任意x∈(0,+o),21e2≥lnx台2xe2≥xnx=In xel x,即2lxe2≥nxex
恒成立,
当0<x≤1时,2xe2>0≥In x.ex;
当x>1,nx>0,
设fx)=xe,则f(x)=e(1+x)>0,所以fx)=xe在x∈(0,+oo)上单调递增,
由2x)≥nx),知2x≥nx,即1≥,即1≥max,
设g(x)=,x∈(0,+∞),求导g'()=,令g'(x)=0,得x=e,
当x>e时,g'(w)<0,g(x)单调递减;当0<x<e时,g'(w)>0,g(x)单调递增;
∴g(x)在x=e处取得极大值,且为最大值,gx)max=g(e)==.
所以1≥时,不等式e2-≥0恒成立.
答案:
14.若关于x的不等式anx+l≤x(e一)(a∈R)恒成立,则a的取值范围是
解析:anx+l≤x(e-,整理为xe--adnx-1≥0,其中xe=ex.e=ex+mx,
故e+m-ax+h)-1≥0,令x+lnx=t∈R,则e-t-1≥0,f)=e-at-l,注意到
0)=0,其中f(0=e-a,当a=1时,令f)>0,解得t>0,令f(⑥<0,解得t<
0,则)≥0)=0,满足题意;
当a>1时,令f()>0,得t>lna,令f()<0,得t<na,则)=e-at-1在n
a,+∞)上单调递增,在(-∞,nad上单调递减,且lna>0,0)=0,所以当t∈(0,n
时,
)<0)=0,不合题意,舍去;
故不满足题意,舍去;
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当0<a<1时,令f④>0,得t>na,令f)<0,得t<lna,所以f)在(-∞,
lna)上单调递减,在(na,+∞)上单调递增,且ha<0,0)=0,所以当t∈(na0)时,
f0<0)=0,不合题意,舍去;当a≤0时,-1)=e1+a-1<0,故不合题意,舍去.
综上,a的取值范围是1}.
答案:{1
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