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1、幾種導(dǎo)數(shù)的常見構(gòu)造:
1.對于,構(gòu)造
若遇到,則可構(gòu)
2.對于,構(gòu)造
3.對于,構(gòu)造
4.對于 [或],構(gòu)造
5.對于,構(gòu)造
6.對于,構(gòu)造
一、構(gòu)造函數(shù)法比較大小
例1.已知函數(shù)的圖象關(guān)于y軸對稱,且當(dāng)成立,,,,則的大小關(guān)系是 ( )
【解析】因為函數(shù)關(guān)于軸對稱,所以函數(shù)為奇函數(shù).因為,
所以當(dāng)時,,函數(shù)單調(diào)遞減,
當(dāng)時,函數(shù)單調(diào)遞減.
因為,,,所以,所以,選D.
變式: 已知定義域為的奇函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)為,當(dāng)時,,
若,則下列關(guān)于的大小關(guān)系正確的是( D )
2、例2.已知為上的可導(dǎo)函數(shù),且,均有,則有
A., B.,
C., D.,
【解析】構(gòu)造函數(shù)則,
因為均有并且,所以,故函數(shù)在R上單調(diào)遞減,
所以,即
也就是,故選D.
變式: 已知函數(shù)為定義在上的可導(dǎo)函數(shù),且對于任意恒成立,為自然對數(shù)的底數(shù),則( C )
例3.在數(shù)列中,.則數(shù)列中的最大項為( ).
A. B. C. D.不存在
【解析】由已知,,,
易得. 猜想當(dāng)時,是遞減數(shù)列
又由知,令,
則
當(dāng)時,,則,即
在內(nèi)為單調(diào)遞減函數(shù),
時,是
3、遞減數(shù)列,即是遞減數(shù)列
又,數(shù)列中的最大項為 故選B.
練習(xí)1.已知函數(shù)對任意的滿足,則( )A. B. C. D.
提示:構(gòu)造函數(shù),選D.
二、構(gòu)造函數(shù)法解恒成立問題
例1.若函數(shù)y=在R上可導(dǎo)且滿足不等式恒成立,對任意正數(shù)、,若,則必有( )
A. B. C. D.
【解析】由已知 ∴構(gòu)造函數(shù) ,
則, 從而在R上為增函數(shù)。
∴ 即,故選C。
例2.已知是定義在(0,+∞)上的非負(fù)可導(dǎo)函數(shù),且滿足≤0,對任意正數(shù)、,若,則必有( )
A. B. C. D.
4、
【解析】,,故在(0,+∞)上是減函數(shù),
由,有,即 。故選A。
變式1.設(shè)是上的可導(dǎo)函數(shù),分別為的導(dǎo)函數(shù),且滿足,則當(dāng)時,有( C )
變式2. 設(shè)函數(shù) 時,有( C )
A. B.
C. D.
例3.設(shè)函數(shù)在R上的導(dǎo)函數(shù)為,且,下面不等式恒成立的是( )
A. B. C. D.
【解析】由已知,首先令得,排除B,D.
令,則,
① 當(dāng)時,有,
所以函數(shù)單調(diào)遞增,所以當(dāng)時, ,從而.
② 當(dāng)時,有,
所以函數(shù)單調(diào)遞減,所以當(dāng)時, ,從而.
綜上.故選A.
例4. 如果,那么下面的不等式恒
5、成立的是( )
A. B. C. D.
【解析】構(gòu)造函數(shù),易證在R上是奇函數(shù)且單調(diào)遞增
+
==lg1 = 0
即:
又是增函數(shù) 即。故選B.
練習(xí)1. 已知,則實數(shù)的關(guān)系是( D )
A. B. C. D.
【解析】構(gòu)造函數(shù),是增函數(shù),又,,故選D.
練習(xí)2. 已知函數(shù)是R上的可導(dǎo)函數(shù),當(dāng)時,有,則函數(shù)的零點個數(shù)是( B )
A.0 B.1 C. 2
6、 D.3
【解析】由,得,構(gòu)造函數(shù),
則 ,∵當(dāng)時,有,∴當(dāng)時,
即當(dāng)時,,此時函數(shù)單調(diào)遞增,此時,
當(dāng)時,,此時函數(shù)單調(diào)遞減,此時,
作出函數(shù)和函數(shù)的圖象,(直線只代表單調(diào)性和取值范圍),由圖象可知函數(shù)的零點個數(shù)為1個.故選B.
三、構(gòu)造函數(shù)法解不等式
例1.函數(shù)f(x)的定義域為R,f(-1)=2,對任意x∈R,,則f(x)>2x+4的解集為( )
A.(-1,1) B.(-1,+∞)C.(-∞,-1) D.(-∞,+∞)
【解析】構(gòu)造函數(shù)G(x)=f(x)-2x-4,所以,由于對任意x∈R,,
所以>0恒成立,所以G(x)=f(x)-2x-4是R上的增函數(shù),
7、又由于G(-1)=f(-1)-2×(-1)-4=0,所以G(x)=f(x)-2x-4>0,
即f(x)>2x+4的解集為(-1,+∞),故選B.
變式1. 已知函數(shù)滿足,且,則的解集為( )
A. B. C. D.
【解析】構(gòu)造新函數(shù), 則,
,對任意,有,即函數(shù)在R上單調(diào)遞減,
所以的解集為,即的解集為,選D.
變式2.定義在上的函數(shù),其導(dǎo)函數(shù)滿足,且,則關(guān)于的不等式的解集為
變式3.已知函數(shù)為定義在上的可導(dǎo)函數(shù),且對于任意恒成立,且,則的解集為
變式4.函數(shù)的定義域是,,對任意,,則不等式的解
8、集為( A )
A. B. C. D.
例2 設(shè)是定義在R上的奇函數(shù),且,當(dāng)時,有恒成立,則不等式的解集是
解:因為當(dāng)x>0時,有恒成立,即[]′<0恒成立,
所以在內(nèi)單調(diào)遞減.
因為,所以在(0,2)內(nèi)恒有;在內(nèi)恒有.
又因為是定義在R上的奇函數(shù),
所以在內(nèi)恒有;在內(nèi)恒有.
又不等式的解集,即不等式的解集.所以答案為∪(0,2).
變式1. 已知定義在上的可導(dǎo)函數(shù),其導(dǎo)函數(shù)為,且有,則不等式
的解集為( C )
A B. C. D.
變式2.函數(shù)的定義
9、域為R,,對任意x∈R,都有成立,則不等式的解集為( C )
A. B. C. D.
變式3. 設(shè)是定義在上的函數(shù),其導(dǎo)函數(shù)為,若,,則不等式的解集為( D )
A. B. C. D.
變式4.函數(shù)是定義在上的偶函數(shù),,且時,,則不等式的解集是__________(提示:構(gòu)造的為奇函數(shù),)
例4設(shè)是上的可導(dǎo)函數(shù),,,則不等式的解集為
變式1.設(shè)分別是定義在上的奇函數(shù)、偶函數(shù),當(dāng)時,,,則不等式的解集為 .
變式2.已知上的函數(shù)滿足,且,若,則關(guān)于的不等式的解集為
10、 .
變式3. 設(shè)奇函數(shù)定義在上,其導(dǎo)函數(shù)為,且,當(dāng)時,,則關(guān)于的不等式的解集為_.
(提示:構(gòu)造的為偶函數(shù))
四、構(gòu)造函數(shù)法求值
例1.設(shè)是上的可導(dǎo)函數(shù),且,,.則的值為 .
提示:由得,所以,即,
設(shè)函數(shù),則此時有,
故,
變式.已知的導(dǎo)函數(shù)為,當(dāng)時,,且,若存在,使,則的值為 1 .(提示:構(gòu)造)
例2.已知定義在上的函數(shù)滿足,且,
,若有窮數(shù)列的前項和等于,則等于 5 .
解:∵ ,∴,
即函數(shù)單調(diào)遞減,∴0<a<1.又,
即 ∴解得或a=2(舍去).
∴,即,
數(shù)列是首項為,公比的等比數(shù)列,
∴,由,
11、解得n=5。
變式1. 已知,都是定義在R上的函數(shù),,,且
(,且)。,若數(shù)列的前項和大于62,則的最小值為( A )
A 8 B 7 C 6 D 5
變式2.已知、都是定義在R上的函數(shù),,,.在區(qū)間上隨機取一個數(shù), 的值介于4到8之間的概率是( )
A. B. C. D.
解:由題意,,∴[ ]'<0,
∴函數(shù)在R上是減函數(shù),∵,∴0<a<1
∵. ∴∴
∵的值介于4到8,∴
∴在區(qū)間上隨機取一個數(shù)x,的值介于4到8之間的概率是,故選A.
【模型總結(jié)】
關(guān)系式為“加”型
(1) 構(gòu)造
(2) 構(gòu)造
(3) 構(gòu)造
(注意對的符號進行討論)
關(guān)系式為“減”型
(1) 構(gòu)造
(2) 構(gòu)造
(3) 構(gòu)造
(注意對的符號進行討論)
構(gòu)造函數(shù)法是在求解某些數(shù)學(xué)問題時,根據(jù)問題的條件或目標(biāo),構(gòu)想組合一種新的函數(shù)關(guān)系,使問題在新函數(shù)下轉(zhuǎn)化并利用函數(shù)的有關(guān)性質(zhì)解決原問題是一種行之有效的解題手段。構(gòu)造函數(shù)法解題是一種創(chuàng)造性思維過程,具有較大的靈活性和技巧性。在運用過程中,應(yīng)有目的、有意識地進行構(gòu)造,始終“盯住”要解決的目標(biāo)。
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