第三章 第24课时 导数中的构造问题(课件 学案 练习)2027届高中数学(通用版)一轮复习

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第三章 第24课时 导数中的构造问题(课件 学案 练习)2027届高中数学(通用版)一轮复习

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*第24课时 导数中的构造问题(进阶课)
[总体概览] 导数中的构造问题是高考考查的一个热点内容,既可能在选择、填空题中运用,也可能在解答题中运用,通过已知等式或不等式的结构特征,构造新函数,解决比较大小、解不等式、恒成立问题.
类型一 利用导数的运算法则构造
 利用f (x)与xn构造函数
[典例1] (2025·萍乡期末)已知f (x)的定义域为(0,+∞),f ′(x)为f (x)的导函数,且满足f (x)<-xf ′(x),则不等式f (x+1)>(x-1)f (x2-1)的解集是(  )
A.(0,1) B.(2,+∞)
C.(1,2) D.(1,+∞)
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[母题探究]
 (综合变式)把本例中的条件“f (x)<-xf ′(x)”换为“f (x)(2x+1)f (x2+1).
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 通性通法:(1)出现nf (x)+xf ′(x)形式,构造函数 F(x)=xnf (x).
特别地,①出现xf ′(x)+f (x)形式,构造函数F(x)=xf (x);
②出现xf ′(x)+2f (x)形式,构造函数F(x)=x2f (x).
(2)出现xf ′(x)-nf (x)形式,构造函数F(x)=.
特别地,①出现xf ′(x)-f (x),构造函数F(x)=;
②出现xf ′(x)-2f (x),构造函数F(x)=.
 利用f (x)与ex构造函数
[典例2] (2026·枣庄模拟)已知f (x)为R上的可导函数,其导函数为f ′(x),且对于任意的x∈R,均有f (x)+f ′(x)>0,则(  )
A.e-2 026f (-2 026)f (0)
B.e-2 026f (-2 026)C.e-2 026f (-2 026)>f (0),e2 026f (2 026)>f (0)
D.e-2 026f (-2 026)>f (0),e2 026f (2 026)___________________________________________________________________
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[母题探究]
(变条件)把本例中的条件“f (x)+f ′(x)>0”换为“f ′(x)>f (x)”,比较e2 026f (-2 026)和f (0)的大小.
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通性通法:(1)出现f ′(x)+nf (x)形式,构造函数F(x)=enxf (x);特别地,出现f ′(x)+f (x)形式,构造函数F(x)=exf (x).
(2)出现f ′(x)-nf (x)形式,构造函数F(x)=;特别地,出现f ′(x)-f (x)形式,构造函数F(x)=.
 利用f (x)与sin x,cos x构造函数
[典例3] (多选)(2025·长沙调研)已知函数y=f (x)对任意x∈满足f ′(x)·cos x+f (x)sin x>0(其中f ′(x)是函数f (x)的导函数),则下列不等式成立的是(  )
A.f (0)>f  B.f>f
C.f (0)>2f D.f___________________________________________________________________
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通性通法:sin x与cos x 的导函数之间可以相互转化,考虑到这一点,归纳出函数f (x)与sin x,cos x相结合构造可导函数的几种常见形式如下:
(1)出现f ′(x)sin x+f (x)cos x形式,构造函数F(x)=f (x)sin x;
(2)出现f ′(x)cos x-f (x)sin x形式,构造函数F(x)=f (x)cos x;
(3)出现形式,构造函数F(x)=;
(4)出现形式,构造函数F(x)=.
类型二 利用数(式)结构构造函数
[典例4] 若实数a,b,c∈[0,1],且满足ae=ea,be1.2=1.2eb,ce1.6=1.6ec,则实数a,b,c的大小关系是(  )
A.c>b>a B.b>a>c
C.a>b>c D.b>c>a
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通性通法:若题目所给的条件含有两个变量,可通过变形使两个变量分别置于等号或不等号两边,即可构造函数,并且利用函数的单调性求解.
第24课时 导数中的构造问题(进阶课)
类型一
技法1 典例1 B [构造函数y=xf (x),x∈(0,+∞),则y'=f (x)+xf'(x)<0,
所以函数y=xf (x)在(0,+∞)上单调递减.
又因为f (x+1)>(x-1)f (x2-1),所以(x+1)f (x+1)>(x2-1)f (x2-1),
所以x+10,x+1>0,解得x>2或x<-1(舍去),
所以不等式f (x+1)>(x-1)f (x2-1)的解集是(2,+∞).]
母题探究
 解:设g(x)=,则g'(x)=,
∵f (x)0,故g(x)在(0,+∞)上单调递增,
由(x2+1)f (2x+1)>(2x+1)f (x2+1)得,

即g(2x+1)>g(x2+1),
∴解得0即不等式(x2+1)f (2x+1)>(2x+1)·f (x2+1)的解集为(0,2).
技法2 典例2 A [令h(x)=exf (x),
则h'(x)=exf (x)+exf'(x)=ex[f (x)+f'(x)]>0,
所以函数h(x)在R上单调递增,
故h(-2 026)同理,h(2 026)>h(0),即e2 026f (2 026)>f (0).故选A.]
母题探究
 解:令g(x)=,
则g'(x)=,
因为对任意的x∈R,都有f'(x)>f (x),所以g'(x)>0,即g(x)在R上单调递增,
所以g(-2 026)即,
所以e2 026f (-2 026)技法3 典例3 BD [构造函数F(x)=,
依题意,当x∈时,F'(x)=>0,
故函数F(x)在内单调递增.
由F(0)即f (0)<,排除A;
由F>F>f,B正确;
由F(0)即f (0)<2f,排除C;
由F类型二
典例4 C [由ae=ea,be1.2=1.2eb,ce1.6=1.6ec,
得.
令f (x)=,则f'(x)=,
当x<1时,f'(x)>0;
当x>1时,f'(x)<0,
所以f (x)在(-∞,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,
于是f (1)>f (1.2)>f (1.6),
即f (a)>f (b)>f (c),
又a,b,c∈[0,1],所以a>b>c.故选C.]
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第三章 一元函数的导数及其应用
第24课时 导数中的构造问题(进阶课)
[总体概览] 导数中的构造问题是高考考查的一个热点内容,既可能在选择、填空题中运用,也可能在解答题中运用,通过已知等式或不等式的结构特征,构造新函数,解决比较大小、解不等式、恒成立问题.
类型一 利用导数的运算法则构造
技法1 利用f (x)与xn构造函数
[典例1] (2025·萍乡期末)已知f (x)的定义域为(0,+∞),f '(x)为
f (x)的导函数,且满足f (x)<-xf '(x),则不等式f (x+1)>(x-1)·f (x2-1)的解集是(  )
A.(0,1) B.(2,+∞)
C.(1,2) D.(1,+∞)

B [构造函数y=xf (x),x∈(0,+∞),
则y'=f (x)+xf '(x)<0,
所以函数y=xf (x)在(0,+∞)上单调递减.
又因为f (x+1)>(x-1)f (x2-1),
所以(x+1)f (x+1)>(x2-1)f (x2-1),
所以x+10,x+1>0,解得x>2或x<-1(舍去),
所以不等式f (x+1)>(x-1)f (x2-1)的解集是(2,+∞).]
[母题探究]
(综合变式)把本例中的条件“f (x)<-xf '(x)”换为“f (x)(2x+1)f (x2+1).
[解] 设g(x)=,则g'(x)=,
∵f (x)0,故g(x)在(0,+∞)上单调递增,
由(x2+1)f (2x+1)>(2x+1)f (x2+1)得,
,即g(2x+1)>g(x2+1),
∴解得0即不等式(x2+1)f (2x+1)>(2x+1)f (x2+1)的解集为(0,2).
通性通法:(1)出现nf (x)+xf '(x)形式,构造函数 F(x)=xnf (x).
特别地,①出现xf '(x)+f (x)形式,构造函数F(x)=xf (x);
②出现xf '(x)+2f (x)形式,构造函数F(x)=x2f (x).
(2)出现xf '(x)-nf (x)形式,构造函数F(x)=.
特别地,①出现xf '(x)-f (x),构造函数F(x)=;
②出现xf '(x)-2f (x),构造函数F(x)=.
【教用·备选题】
(2025·萍乡期末)已知函数y=f (x)的定义域为(0,+∞),f '(x)为其导函数,若xf '(x)-2f (x)>0恒成立,且f,则不等式f (x)A.(0,1) B.
C. D.(1,+∞)

B [令函数g(x)=(x>0),
则导函数g'(x)=,
由在(0,+∞)上,xf '(x)-2f (x)>0恒成立,可知函数g(x)在(0,+∞)上单调递增,由于f,因此g=1,
当f (x)可得g(x)所以0故选B.]
技法2 利用f (x)与ex构造函数
[典例2] (2026·枣庄模拟)已知f (x)为R上的可导函数,其导函数为f '(x),且对于任意的x∈R,均有f (x)+f '(x)>0,则(  )
A.e-2 026f (-2 026)f (0)
B.e-2 026f (-2 026)C.e-2 026f (-2 026)>f (0),e2 026f (2 026)>f (0)
D.e-2 026f (-2 026)>f (0),e2 026f (2 026)
A [令h(x)=exf (x),则h'(x)=exf (x)+exf '(x)=ex[f (x)+f '(x)]>0,
所以函数h(x)在R上单调递增,
故h(-2 026)同理,h(2 026)>h(0),即e2 026f (2 026)>f (0).故选A.]
[母题探究]
(变条件)把本例中的条件“f (x)+f '(x)>0”换为“f '(x)>f (x)”,比较e2 026f (-2 026)和f (0)的大小.
[解] 令g(x)=,则g'(x)=,
因为对任意的x∈R,都有f '(x)>f (x),
所以g'(x)>0,即g(x)在R上单调递增,
所以g(-2 026)所以e2 026f (-2 026)通性通法:(1)出现f '(x)+nf (x)形式,构造函数F(x)=enxf (x);特别地,出现f '(x)+f (x)形式,构造函数F(x)=exf (x).
(2)出现f '(x)-nf (x)形式,构造函数F(x)=;特别地,出现f '(x)-
f (x)形式,构造函数F(x)=.
【教用·备选题】
(2025·重庆北碚区期末)已知f '(x)-f (x)>0在R上恒成立,且f (0)=1,则不等式e-xf (x)>1的解集为______________.
(0,+∞) [令F(x)=e-xf (x),则F'(x)=e-x[f '(x)-f (x)]>0,F(x)在定义域上单调递增,
故e-xf (x)>1 F(x)>F(0),即解集为(0,+∞).]
(0,+∞)
技法3 利用f (x)与sin x,cos x构造函数
[典例3] (多选)(2025·长沙调研)已知函数y=f (x)对任意x∈满足f '(x)cos x+f (x)sin x>0(其中f '(x)是函数f (x)的导函数),则下列不等式成立的是(  )
A.f (0)> B.>f
C.f (0)>2f D.

BD [构造函数F(x)=,
依题意,当x∈时,F'(x)=>0,
故函数F(x)在内单调递增.
由F(0)即f (0)<,排除A;
由F>F>f ,B正确;
由F(0)即f (0)<2f ,排除C;
由F通性通法:sin x与cos x 的导函数之间可以相互转化,考虑到这一点,归纳出函数f (x)与sin x,cos x相结合构造可导函数的几种常见形式如下:
(1)出现f '(x)sin x+f (x)cos x形式,构造函数F(x)=f (x)sin x;
(2)出现f '(x)cos x-f (x)sin x形式,构造函数F(x)=f (x)cos x;
(3)出现形式,构造函数F(x)=;
(4)出现形式,构造函数F(x)=.
【教用·备选题】
(2026·杭州模拟)已知定义在R上的函数f (x)满足f (x)sin x+f '(x)cos x >0,则(  )
A.f B.f
C.f D.f

B [令F(x)=,x≠+kπ,k∈Z,
故F'(x)=>0恒成立,故F(x)=,k∈Z上单调递增,
故F类型二 利用数(式)结构构造函数
[典例4] 若实数a,b,c∈[0,1],且满足ae=ea,be1.2=1.2eb,ce1.6=1.6ec,则实数a,b,c的大小关系是(  )
A.c>b>a B.b>a>c
C.a>b>c D.b>c>a

C [由ae=ea,be1.2=1.2eb,ce1.6=1.6ec,
得.
令f (x)=,则f '(x)=,
当x<1时,f '(x)>0;
当x>1时,f '(x)<0,
所以f (x)在(-∞,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,
于是f (1)>f (1.2)>f (1.6),
即f (a)>f (b)>f (c),
又a,b,c∈[0,1],所以a>b>c.
故选C.]
通性通法:若题目所给的条件含有两个变量,可通过变形使两个变量分别置于等号或不等号两边,即可构造函数,并且利用函数的单调性求解.
【教用·备选题】
若ln x-ln y<(x>1,y>1),则(  )
A.ey-x>1 B.ey-x<1
C.ey-x-1>1 D.ey-x-1<1

A [依题意,ln x-令f (t)=t-(t≠0),
则f '(t)=1+>0,
所以f (t)在(-∞,0),(0,+∞)上单调递增.
又x>1,y>1,得ln x>0,ln y>0.
因为f (ln x)所以ln x所以10,
所以ey-x>e0=1,A正确,B不正确;
无法确定y-x-1与0的大小关系,故C,D不正确.
故选A.]
题号
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一、单项选择题
1.(2025·广州质检)若函数y=f (x)满足xf '(x)>-f (x)在R上恒成立,且a>b,则(  )
A.af (b)>bf (a) B.af (a)>bf (b)
C.af (a)
课时作业(二十四) 导数中的构造问题(进阶课)
题号
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B [由题意,设g(x)=xf (x),
则g'(x)=xf '(x)+f (x)>0,
所以g(x)在R上单调递增,
又a>b,所以g(a)>g(b),
即af (a)>bf (b).故选B.]

题号
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2.(2026·昆明模拟)设a=,b=,c=,则(  )
A.cC.b题号
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A [设f (x)=,x>0,则f '(x)=,
令f '(x)=0,得x=,
则f (x)在(0,,+∞)上单调递减,
b=f (),c=f (),则b>c,
又a-b=>0,得a>b,
所以c题号
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3.(2025·淄博期末)已知f (x)为定义在R上的可导函数,f '(x)为其导函数,且f (x)A.f (2 024)C.ef (2 024)=f (2 025) D.ef (2 024)>f (2 025)

题号
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B [根据题意得f '(x)-f (x)>0,构造函数g(x)=,
可得g'(x)=>0,所以g(x)在R上单调递增,
则,两边同乘e2 025,
即ef (2 024)故选B.]

题号
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4.(2026·福州模拟)定义在内的函数f (x),f '(x)是它的导函数,且恒有f '(x)tan x+f (x)>0成立,则(  )
A.>2f
B.<2f
C.=2f
D.与2f 的大小不确定
题号
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10
A [由f '(x)tan x+f (x)>0,x∈,得f '(x)sin x+f (x)cos x>0.
构造函数F(x)=f (x)sin x,则F'(x)>0,
故F(x)在内单调递增,
有F>F,
即>2f.故选A.]

题号
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5.(2025·北京顺义区期末)已知函数f (x)=-a,当0A.(-∞,1] B.(-∞,1)
C.(1,e] D.(-∞,e]
题号
1
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10
A [因为当0所以x1 f (x1)令g(x)=xf (x)=ex-ax,则g(x)在(0,1]上单调递增,
所以g'(x)=ex-a≥0在(0,1]上恒成立,
所以a≤ex在(0,1]上恒成立,
因为1所以a≤1,
故a的取值范围为(-∞,1].
故选A.]
题号
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6.(2025·白银期中)定义在(0,+∞)上的函数f (x)的导函数为f '(x),若xf '(x)-f (x)<0,且f (3)=0,则不等式(x-1)f (x)>0的解集为(  )
A.(1,3) B.(1,2)
C.(0,3) D.(3,+∞)

题号
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A [令函数g(x)=,x∈(0,+∞),则导函数g'(x)=,
由于xf '(x)-f (x)<0,因此导函数g'(x)<0,因此函数g(x)在(0,+∞)上单调递减,
由于f (3)=0,因此g(3)=0,
因此当00,即f (x)>0;
当x>3时,函数g(x)<0,即f (x)<0,
由(x-1)f (x)>0,
可得解得1综上可得(x-1)f (x)>0的解集为(1,3).
故选A.]

题号
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二、多项选择题 
7.(2026·开封模拟)已知e是自然对数的底数,函数f (x)的定义域为(0,+∞),f '(x)是f (x)的导函数,且+ln x·f '(x)>0,则(  )
A.f+f (e)>0 B.f<0
C.f (e)>0 D.f (1)=0

题号
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10
AC [令函数g(x)=ln x·f (x),则g'(x)=+ln x·f '(x)>0,
所以g(x)在(0,+∞)上单调递增.又g(1)=0,
所以g(e)=f (e)>0,g=-f<0,
所以f+f (e)>0,f>0,f (1)的大小不确定.故选AC.]

题号
1
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10
8.(2025·玉溪期末)已知定义在R上的函数f (x),其导函数为f '(x),满足f '(x)+2f (x)>0,e为自然对数的底数,则(  )
A.f (1)>e2f (2) B.e2f (-1)>f (-2)
C.f (2)f (-3)


题号
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BCD [令g(x)=e2xf (x),
则g'(x)=e2x[f '(x)+2f (x)],x∈R,
由f '(x)+2f (x)>0,可得g'(x)>0,故g(x)在R上单调递增,
由g(1)由g(-1)>g(-2),得e2f (-1)>f (-2),故B正确;
由g(2)由g(-1)>g(-3),得e4f (-1)>f (-3),故D正确,故选BCD.]
题号
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三、填空题
9.(2026·绵阳模拟)已知定义在(0,+∞)上的函数f (x)满足2xf (x)+x2f '(x)<0,f (2)=,则关于x的不等式f (x)>的解集为______________.
(0,2)
题号
1
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(0,2) [令h(x)=x2f (x),则h'(x)=2xf (x)+x2f '(x)<0,所以h(x)在(0,+∞)上单调递减,不等式f (x)>可以转化为x2f (x)>4×=22f (2),即h(x)>h(2),所以0题号
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10.(2025·眉山东坡区期末)奇函数f (x)的定义域为(-π,0)∪(0,π),其导函数为f '(x).当0题号
1
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 [令g(x)=,x∈(-π,0)∪(0,π),
g'(x)=<0,0∴函数g(x)在(0,π)内单调递减.
奇函数f (x)的定义域为(-π,0)∪(0,π),因此函数g(x)为偶函数.
当x∈(0,π)时,不等式f (x)当x∈(-π,0)时,不等式f (x)∴-综上可得,x∈.]
谢谢!课时作业(二十四) 导数中的构造问题(进阶课)
一、单项选择题
1.(2025·广州质检)若函数y=f (x)满足xf ′(x)>-f (x)在R上恒成立,且a>b,则(  )
A.af (b)>bf (a) B.af (a)>bf (b)
C.af (a)2.(2026·昆明模拟)设a=,则(  )
A.cC.b3.(2025·淄博期末)已知f (x)为定义在R上的可导函数,f ′(x)为其导函数,且f (x)<f ′(x)恒成立,e是自然对数的底数,则(  )
A.f (2 024)<ef (2 025)
B.ef (2 024)<f (2 025)
C.ef (2 024)=f (2 025)
D.ef (2 024)>f (2 025)
4.(2026·福州模拟)定义在内的函数f (x),f ′(x)是它的导函数,且恒有f ′(x)tan x+f (x)>0成立,则(  )
A.>2f
B.<2f
C.
D.与2f的大小不确定
5.(2025·北京顺义区期末)已知函数f (x)=-a,当0<x1<x2≤1时,<,则实数a的取值范围是(  )
A.(-∞,1] B.(-∞,1)
C.(1,e] D.(-∞,e]
6.(2025·白银期中)定义在(0,+∞)上的函数f (x)的导函数为f ′(x),若xf ′(x)-f (x)<0,且f (3)=0,则不等式(x-1)f (x)>0的解集为(  )
A.(1,3) B.(1,2)
C.(0,3) D.(3,+∞)
二、多项选择题 
7.(2026·开封模拟)已知e是自然对数的底数,函数f (x)的定义域为(0,+∞),f ′(x)是f (x)的导函数,且+ln x·f ′(x)>0,则(  )
A.f+f (e)>0 B.f<0
C.f (e)>0 D.f (1)=0
8.(2025·玉溪期末)已知定义在R上的函数f (x),其导函数为f ′(x),满足f ′(x)+2f (x)>0,e为自然对数的底数,则(  )
A.f (1)>e2f (2) B.e2f (-1)>f (-2)
C.f (2)<e2f (3) D.e4f (-1)>f (-3)
三、填空题
9.(2026·绵阳模拟)已知定义在(0,+∞)上的函数f (x)满足2xf (x)+x2f ′(x)<0,f (2)=,则关于x的不等式f (x)>的解集为________.
10.(2025·眉山东坡区期末)奇函数f (x)的定义域为(-π,0)∪(0,π),其导函数为f ′(x).当0<x<π时,有f ′(x)sin x-f (x)cos x<0,则关于x的不等式f (x)<sin x的解集是________.
课时作业(二十四)
1.B [由题意,设g(x)=xf (x),则g'(x)=xf'(x)+f (x)>0,
所以g(x)在R上单调递增,
又a>b,所以g(a)>g(b),
即af (a)>bf (b).故选B.]
2.A [设f (x)=,x>0,
则f'(x)=,
令f'(x)=0,得x=,
则f (x)在(0,,+∞)上单调递减,
b=f (),c=f (),则b>c,
又a-b=>0,得a>b,
所以c3.B [根据题意得f'(x)-f (x)>0,构造函数g(x)=,
可得g'(x)=>0,所以g(x)在R上单调递增,
则,两边同乘e2 025,即ef (2 024)故选B.]
4.A [由f'(x)tan x+f (x)>0,x∈,得f'(x)sin x+f (x)cos x>0.
构造函数F(x)=f (x)sin x,则F'(x)>0,故F(x)在内单调递增,
有F>F>2f.
故选A.]
5.A [因为当0所以x1f (x1)令g(x)=xf (x)=ex-ax,则g(x)在(0,1]上单调递增,
所以g'(x)=ex-a≥0在(0,1]上恒成立,
所以a≤ex在(0,1]上恒成立,
因为1故a的取值范围为(-∞,1].
故选A.]
6.A [令函数g(x)=,x∈(0,+∞),则导函数g'(x)=,
由于xf'(x)-f (x)<0,因此导函数g'(x)<0,因此函数g(x)在(0,+∞)上单调递减,
由于f (3)=0,因此g(3)=0,
因此当00,
即f (x)>0;
当x>3时,函数g(x)<0,即f (x)<0,
由(x-1)f (x)>0,可得解得1综上可得(x-1)f (x)>0的解集为(1,3).
故选A.]
7.AC [令函数g(x)=ln x·f (x),
则g'(x)=+ln x·f'(x)>0,
所以g(x)在(0,+∞)上单调递增.
又g(1)=0,所以g(e)=f (e)>0,g=-f<0,
所以f+f (e)>0,f>0,f (1)的大小不确定.故选AC.]
8.BCD [令g(x)=e2xf (x),则g'(x)=e2x[f'(x)+2f (x)],x∈R,
由f'(x)+2f (x)>0,可得g'(x)>0,
故g(x)在R上单调递增,
由g(1)由g(-1)>g(-2),得e2f (-1)>f (-2),故B正确;
由g(2)由g(-1)>g(-3),得e4f (-1)>f (-3),故D正确,故选BCD.]
9.(0,2) [令h(x)=x2f (x),则h'(x)=2x·f (x)+x2f'(x)<0,所以h(x)在(0,+∞)上单调递减,不等式f (x)>可以转化为x2f (x)>4×=22f (2),即h(x)>h(2),所以010.∪ [令g(x)=,x∈(-π,0)∪(0,π),
g'(x)=<0,0∴函数g(x)在(0,π)内单调递减.
奇函数f (x)的定义域为(-π,0)∪(0,π),因此函数g(x)为偶函数.
当x∈(0,π)时,不等式f (x)当x∈(-π,0)时,不等式f (x)综上可得,x∈∪.]
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