构造函数解不等式——2024年高中数学导数24个角度模块 学案(原卷版+解析版)

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构造函数解不等式——2024年高中数学导数24个角度模块 学案(原卷版+解析版)

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第1讲 构造函数解不等式
知识与方法
遇到函数与导数不等式的题目,一般将不等式移项构造一个新函数,然后找到其原函数,从而判断其单调性.
类型一 直接利用求导的四则运算
法则1:.(可推广到多个函数)
法则2:.
法则3:.
类型二 构造可导积函数
若条件是,可构造,则单调递增;
若条件是,可构造,则单调递增;
若条件是,可构造,则单调递增;
若条件是,可构造,则,若,
则单调递增;
若条件是,可构造;
若条件是,可构造;
若条件是,可构造.
类型三 构造可导商函数
若条件是,可构造,
则,
说明单调递增,,,;
若条件是,则构造;
若条件是,则构造;
若条件是,可构造;
若条件是,可构造.
类型四 构造函数结合函数奇偶性
有的题目是一个函数和一个代数式组合,往往可以构造成一个奇函数,从而利用函数的单调性求解.
典型例题
【例1】已知函数的定义域为实数R,是其导函数,对任意实数x有,则当a>b时,下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
【例2】设、分别是定义在R上的奇函数和偶函数,当时,,且,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【例3】设函数是奇函数的导函数,,当时,,则使得成立的x的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【例4】定义在上的函数,导数为,且,则下式恒成立的是( )
A. B.
C. D.
【例5】已知函数定义域为,且满足,,则对任意正数a,b,当a>b时,下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
强化训练
1.设函数满足,则当,时,( )
A.有极大值,无极小值 B.有极小值,无极大值
C.既有极大值又有极小值 D.既无极大值也无极小值
2.已知的定义域为,为的导函数,且满足,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
3.是定义在R上的奇函数,当时,,且,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
4.已知函数定义域为,且满足,,则下列结论正确的是( )
A.有极大值无极小值 B.有极小值无极大值
C.既有极大值又有极小值 D.没有极值
5.已知的定义域是,为的导函数,且满足,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
6.定义在区间上的函数,使不等式恒成立,其中为的导数,则( )
A. B. C. D.
7.已知偶函数是定义在上的可导函数,其导函数为,当时,恒成立,设,记,,,则a,b,c的大小关系为( )
A.ab>c C.ba>c
8.已知是定在R上的可导函数,若在R上有恒成立,且(e为自然对数的底数),则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
9.已知函数,其中e是自然对数的底数.若.则实数a的取值范围是______.
10.设函数在R上存在导数,对任意的有,且在上.若,则实数a的取值范围是______.
11.设是R上的可导函数,且,,,求的值.
1第1讲 构造函数解不等式
知识与方法
遇到函数与导数不等式的题目,一般将不等式移项构造一个新函数,然后找到其原函数,从而判断其单调性.
类型一 直接利用求导的四则运算
法则1:.(可推广到多个函数)
法则2:.
法则3:.
类型二 构造可导积函数
若条件是,可构造,则单调递增;
若条件是,可构造,则单调递增;
若条件是,可构造,则单调递增;
若条件是,可构造,则,若,
则单调递增;
若条件是,可构造;
若条件是,可构造;
若条件是,可构造.
类型三 构造可导商函数
若条件是,可构造,
则,
说明单调递增,,,;
若条件是,则构造;
若条件是,则构造;
若条件是,可构造;
若条件是,可构造.
类型四 构造函数结合函数奇偶性
有的题目是一个函数和一个代数式组合,往往可以构造成一个奇函数,从而利用函数的单调性求解.
典型例题
【例1】已知函数的定义域为实数R,是其导函数,对任意实数x有,则当a>b时,下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
【解析】对任意实数x有,令,
∴,
∴在R上单调递增,若a>b,则,即,
【答案】B.
【例2】设、分别是定义在R上的奇函数和偶函数,当时,,且,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【解析】设,
当时,∵,
∴在当时为增函数.
∵.故为上的奇函数.
∴在上亦为增函数.已知,必有.
构造如图的图象,
可知的解集为.
【答案】D.
【例3】设函数是奇函数的导函数,,当时,,则使得成立的x的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【解析】设,则的导数为,
∵当时总有成立,即当时,恒小于0,
∴当时,函数为减函数,
又∵,∴函数为定义域上的偶函数,
又∵,∴函数的大致图象如图所示.
数形结合可得,不等式等价于,
即或,解得或.∴成立的x的取值范围是.
【答案】A.
【例4】定义在上的函数,导数为,且,则下式恒成立的是( )
A. B.
C. D.
【解析】因为,
所以,即,
构造,则,所以单调递增,
因,所以,
即,即,
【答案】D.
【例5】已知函数定义域为,且满足,,则对任意正数a,b,当a>b时,下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
【解析】令,,
∵,所以,即是减函数,即当a>b>0时,,
所以,从而.
【答案】B.
强化训练
1.设函数满足,则当,时,( )
A.有极大值,无极小值 B.有极小值,无极大值
C.既有极大值又有极小值 D.既无极大值也无极小值
【解析】由已知得,设,
求导得,易得在x>0且是恒成立,因此在x>0且是恒成立,而,说明在x>0时没有极大值也没有极小值
【答案】D.
2.已知的定义域为,为的导函数,且满足,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【解析】设,则,
即当x>0时,函数单调递减,
∵,∴,∴,
∴,解得,则不等式的解集为.
【答案】D.
3.是定义在R上的奇函数,当时,,且,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【解析】令,则,
∵当x>0时,,∴当x>0时,,
∴在上单调递减,
∵是定义在R上的奇函数,,∴,
∴当时,,
∴在;①
又,∴为奇函数,
又时,在上单调递减,
∴时,在上单调递减,∵,
∴当时,,从而;②
由①②得或时,.
∴不等式的解集是.
【答案】D.
4.已知函数定义域为,且满足,,则下列结论正确的是( )
A.有极大值无极小值 B.有极小值无极大值
C.既有极大值又有极小值 D.没有极值
【解析】依题意由于,整理得.
此时令,故此时,
将带入导函数,即,
当时,函数,此时函数单调递增;
当时,函数,此时函数单调递减.
故函数在x=e处取得极大值,即,
即得到函数,故,
即函数单调递减,故函数当x>0时,无极值.
【答案】D.
5.已知的定义域是,为的导函数,且满足,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【解析】设,∵,∴,
∴在单调递增,
由,得,即,
∴,解得或.
∴不等式的解集是.
【答案】A.
6.定义在区间上的函数,使不等式恒成立,其中为的导数,则( )
A. B. C. D.
【解析】令,则,
∵,即,
∴在恒成立,即有在递减,可得,即,
由,可得,则;
令,,∵,
即,
∴在恒成立,即有在递增,可得,
即,则.即有.
【答案】B.
7.已知偶函数是定义在上的可导函数,其导函数为,当时,恒成立,设,记,,,则a,b,c的大小关系为( )
A.ab>c C.ba>c
【解析】令,,∴,
∵时,恒成立,
即时,,
∴时,,递减,而,
∴,,是奇函数,∴在递减,
∵,
∴,
即,
∴.
【答案】A.
8.已知是定在R上的可导函数,若在R上有恒成立,且(e为自然对数的底数),则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【解析】令函数,由题意,则,从而在R上单调递减,
∴,即,∴.
【答案】C.
9.已知函数,其中e是自然对数的底数.若.则实数a的取值范围是______.
【解析】
函数的导数为,
可得在R上递增;
又,可得为奇函数,
则,即有,
由,,即有,
解得,
【答案】.
10.设函数在R上存在导数,对任意的有,且在上.若,则实数a的取值范围是______.
【解析】令,∵,
∴函数为奇函数.
∵时,,故函数在上是增函数,
故函数在上也是增函数,由,可得在R上是增函数.
,等价于,
即,∴,解得.故答案为.
【答案】
11.设是R上的可导函数,且,,,求的值.
【解析】构造,则,所以单调递增或为常函数,而,,所以,故,得.
【答案】
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