微专题1 函数中的构造问题--高三数学三轮冲刺(答案版)

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微专题1 函数中的构造问题--高三数学三轮冲刺(答案版)

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微专题1 函数中的构造问题
题型一 通过变量构造具体函数
根据所给代数式(等式、不等式)中数学运算的相同点或者结构形式的相同点,构造具体的函数,利用导数研究函数的性质并解决问题.
【例1】若,则  
A. B. C. D.
【答案】
【解析】由,可得,
令,则在上单调递增,且,
所以,即,由于,
故.
【例2】(2025江苏宿迁二模)已知,,,则( )
A. B. C. D.
【思维探究】
看到什么 想到什么
,, 对b,c取对数,加负号,转化为结构相同
函数求导,分析单调性,比较大小
【解析】第一步:观察式子,化为含有相同数的式子.
,,,所以,.
,.
第二步:构造函数,判断单调性.
令,其中,则.
当时,,当时,.
所以在上单调递增,在上单调递减.
第三步:利用单调性比大小.
因为在上单调递减,且,所以,所以,即,.
第四步:得出结论.
又函数在上单调递增,所以.故.故选D.
题型二 抽象函数的构造
1.根据条件中关于f′(x)的不等式结构,逆用导数的运算法则构造原函数,进而利用其单调性.
2.熟悉知识拓展抽象函数的构造技巧,以便于构造原函数.
【例3】(2025·山东潍坊·三模)已知函数的导函数为,且,当时,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】不等式等价于,即,
构造函数,所以,
因为时,,所以对恒成立,
所以在单调递减,
又因为,
所以不等式等价于,所以,
即的解集为.
故选:A.
【例4】(2025福建厦门二模)已知偶函数在上单调递增,,,,则( )
A. B. C. D.
【解析】第一步:观察式子,化为相同结构.
,.
【技巧】这里之所以将转化为,是因为构造函数后,发现自变量不在同一单调区间,需将其转化到同一单调区间内
第二步:构造函数,判断单调性.
设,则.
当时,,单调递增,当时,,单调递减.
第三步:利用单调性比大小.
因为在上单调递减,且,
所以,即,故.
第四步:得出结论.
因为偶函数在上单调递增,所以在上单调递减.
【解后反思】奇函数在关于原点对称的区间上单调性相同,偶函数在关于原点对称的区间上单调性相反
,因为,
所以,即.故选C.
题型二 指对同构
1.积型:
2.商型:
3.和差型:
【例5】(2025江苏扬州中学模拟)若,则( )
A. B.
C. D.
【解析】第一步:观察式子,化为相同结构.
对已知不等式变形可得:.
【技巧】观察不等式,发现要想将左、右两边化为相同的形式,需要将右边变形,根据对数的运算性质,可得
第二步:构造函数,判断单调性.
令,.
易知函数与在上均为增函数,
所以函数在上为增函数.
第三步:利用函数的单调性比大小.
即,根据函数在上为增函数,可得,则.
【提醒】根据对数的真数部分大于0,可知a与2b均大于0,处在同一单调递增区间内
第四步:得出结论.
因为,所以,则,A错,B对.
无法确定与1的大小,故无法确定与0的大小,CD都错.故选B.
【例6】(2025湖南长沙模拟)设实数,若对任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【思维探究】
看到什么 想到什么
想到指对同构
将恒成立问题转化为最值问题
函数求导,利用单调性求最值
【解析】因为,不等式成立,
即成立,即,
进而转化为恒成立,
【卡壳点】巧用同构
构造函数,可得,
当,,单调递增,
则不等式恒成立等价于恒成立,即恒成立,
进而转化为恒成立,
设,可得,
当时,,单调递增;
当时,,单调递减,
所以当,函数取得最大值,最大值为,
所以,即实数m的取值范围是.
【例7】(2025·广东珠海二模)高不等式恒成立,则正数a的取值范围是________.
【解析】由,
【卡壳点】巧用同构
当x+lnx+1≤0时,原不等式恒成立,
当x+lnx+1>0时,,
由于,当且仅当x+lnx=1等号成立,
所以,故.
【提醒】忽视a自身的范围要求
【通关训练】
1.设分别是定义在上的奇函数和偶函数,当时,且,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】令,又分别是定义在上的奇函数和偶函数,
所以,即为奇函数,
当,有,所以在上单调递减,
由奇函数的性质,在上单调递减,且,
由,则,即,
综上,上,上,
所以不等式的解集是,故选A
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.
【答案】B
【解析】根据题意可令,
所以在上单调递增,则原不等式等价于,
由,解之得.
故选:B.
3.(2025·济南二模)已知,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】,
构造函数,,则,
当时,;当时,,
故函数在上单调递增,在上单调递减,
由于,,且,
则,即,
又,∴.故选A.
4.(2025·山东潍坊·三模)已知定义域为的函数满足,且,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】令,则,
所以在上单调递减,
因为,
所以不等式可变为,即,
所以,即,
所以不等式的解集为,故选:D.
5.已知,不等式恒成立,则的最大值为( )
A. B.1 C. D.
【答案】A
【解析】
.
令,则易知在上单调递增,,
令,问题转化为求 在的最小值.
因为,当时,(当且仅当时取“”).
所以在上单调递增,.
所以的最大值为,故选A
5.(2025·四川德阳·三模)已知,,,则把、、从小到大排列的顺序是 .
【答案】
【解析】设,则,时,,单调递减,
所以,即,,
设,则,时,,单调递减,
因此,即,,
综上,,
6.(2025·安徽蚌埠·三模)已知函数及其导函数的定义域都是,若函数是偶函数,也是偶函数,且,则实数a的取值范围
【答案】D
【解析】因为为偶函数,则,等式两边求导可得,①
因为函数为偶函数,则,②
联立①②可得,
令,则,且不恒为零,
所以,函数在上为减函数,即函数在上为减函数,
故当时,,所以,函数在上为减函数,
由可得,
所以,,整理可得,解得或
实数a的取值范围是
6.(2025·山东泰安一模)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)当时,,求实数a的取值范围.
【解】(1).
当时,,
所以在单调递增.
当时,令,可得;
令,可得,
所以在单调递增,在单调递减.
综上所述,当时,在单调递增;当时,在单调递增,在单调递减.
(2)因为当时,,所以,
即,
即,
即.
令,则有对恒成立.
因为,所以在单调递增,
故只需,
即对恒成立.
令,
则,
令,得.
当时,,当时,,
所以在单调递增,在单调递减,
所以.
因此,所以.
8.(2025·江西赣州二模)已知函数.
(1)若函数f(x)在(0,+∞)上单调递增,求实数a的取值范围;
(2)若a=e,证明:当x>0时,.
【解】(1)由题意知,.
因为函数f(x)在(0,+∞)上单调递增,所以当x>0时,,即恒成立.
令(),则,时,,时,,
g(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,则g(x)max=g(1)=1,
所以,即.
故实数a的取值范围是;.
(2)证明:若a=e,要证,
只需证,即.
令(x>0),则,
易知h(x)在上单调递减,在上单调递增,则,
所以.
再令(),则,时,,时,,
易知φ(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,
则,所以.
因为h(x)与φ(x)不同时为0,所以,故原不等式成立.
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