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导数中的构造函数(最全精编)
❀❀❀思路点拨:出现“ ”形式,优先构造 F (x) f (x) 然后利用函数的单调 x
性、奇偶性和数形结合求解即可.
【解析】构造
F(x)
f (x) x
,则
F '(x)
f '(x) x f (x) x2
,当
x0
时,
xf ' (x) f (x) 0 ,可以推出 x 0 , F ' (x) 0 , F (x) 在 (,0) 上单调递增.∵ f (x) 为
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
❀❀❀思路点拨:满足“ xf ' (x) nf (x) ”形式,为 n 3 时情况,优先构造 F (x)
f (x) , xn
然后利用积分、函数的性质求解即可.
【例 4】设 f (x) 是定义在 R 上的奇函数,在 (,0) 上有 2xf ' (2x) f (2x) 0 , 且 f (2) 0 ,则不等式 xf (2x) 0 的解集为___________. ❀❀❀思路点拨:满足“ xf ' (x) nf (x) ”形式,优先构造 F (x) xf (2x) ,然后利用 函数的单调性、奇偶性和数形结合求解即可.注意 f (2) 0 和 F (x) 的转化.
不易想的我们该如何处理,由此我们可以思考形如此类函数的一般形式.
F (x) xn f (x) , F ' (x) nxn1 f (x) xn f (x) xn1[nf (x) f ' (x)] ;
F(x)
f
(x) xn
,
F
'
(
x)
f ' (x) xn nxn1 f (x) x2n
xf
例 1,例 2.
【例 1】 f (x) 是定义在 R 上的偶函数,当 x 0 时, f (x) xf ' (x) 0 ,且
f (4) 0 ,则不等式 xf (x) 0 的解集为____________
❀❀❀思路点拨:出现“ ”形式,优先构造 F (x) xf (x) ,然后利用函数的单调性、 奇偶性和数形结合求解即可.
【解析】构造 F (x) xf (x) ,则 F ' (x) f (x) xf ' (x) ,当 x 0 时,f (x) xf ' (x) 0 , 可以推出 x 0 , F ' (x) 0 , F (x) 在 (,0) 上单调递减.∵ f (x) 为偶函数, x 为奇函
数 , 所 以 F (x) 为 奇 函 数 , ∴ F (x) 在 (0,) 上 也 单 调 递 减 . 根 据 f (4) 0 可 得
导数小题中构造函数的技巧
函数与方程思想、转化与化归思想是高中数学思想中比较重要的两大思想, 而构造函数的解题思路恰好是这两种思想的良好体现,尤其是在导数题型中,下 面我就导数小题中构造函数的技巧和大家进行分享和交流。
(一)利用 f (x) 进行抽象函数构造
1、利用 f (x) 与 x 构造;常用构造形式有 xf (x), f (x) ;这类形式是对 u v, u 型函
x
v
数导数计算的推广及应用,我们对 u v, u 的导函数观察可得知, u v 型导函数中 v
体现的是“
”Hale Waihona Puke ,u v型导函数中体现的是“
”法,由此,我们可以猜测,当
导函数形式出现的是“ ”法形式时,优先考虑构造 u v 型,当导函数形式出现
的是“-”法形式时,优先考虑构造 u ,我们根据得出的“优先”原则,看一看 v
F (4) 0 ,根据函数的单调性、奇偶性可得函数图像,根据图像可知 xf (x) 0 的解
集为 (,4) (0,4) .
【 例 2 】 设 f (x) 是 定 义 在 R 上 的 偶 函 数 , 且 f (1) 0 , 当 x 0 时 , 有 xf ' (x) f (x) 0 恒成立,则不等式 f (x) 0 的解集为________________
偶函数, x 为奇函数,所以 F (x) 为奇函数,∴ F (x) 在 (0,) 上也单调递减.根据
f (1) 0 可得 F (1) 0 ,根据函数的单调性、奇偶性可得函数图像,根据图像可知
f (x) 0 的解集为 (,1) (1,) .
xf (x), f (x) 是比较简单常见的 f (x) 与 x 之间的函数关系式,如果碰见复杂的, x
【 解 析 】 构 造 F (x) xf (2x) , 则 F ' (x) 2xf ' (x) f (2x) , 当 x 0 时 , F ' (x) 2xf ' (x) f (2x) 0 ,可以推出 x 0 , F ' (x) 0 , F (x) 在 (,0) 上单调递减. ∵ f (x) 为奇函数, x 为奇函数,所以 F (x) 为偶函数,∴ F (x) 在 (0,) 上单调递增. 根据 f (2) 0 可得 F (1) 0 ,根据函数的单调性、奇偶性可得函数图像,根据图像 可知 xf (2x) 0 的解集为 (1,0) (0,1) .
,则
F '(x)
f '(x) x 2 f (x) x3
,当
x0
时,
xf ' (x) 2 f (x) 0 ,可以推出 x 0 ,F ' (x) 0 ,F (x) 在 (0,) 上单调递减.∵ f (x) 为
偶函数, x2 为偶函数,所以 F (x) 为偶函数,∴ F (x) 在 (,0) 上单调递增.根据
'
(x) nf x n1
(x)
;
结论:
出现 nf (x) xf ' (x) 形式,构造函数 F (x) xn f (x) ;
出现 xf ' (x) nf (x) 形式,构造函数 F (x)
f (x) . xn
我们根据得出的结论去解决例 3 题
【例 3】已知偶函数 f (x)(x 0) 的导函数为 f ' (x) ,且满足 f (1) 0 ,当 x 0
时, 2 f (x) xf ' (x) ,则使得 f (x) 0 成立的 x 的取值范围是___________
❀❀❀思路点拨:满足“ xf ' (x) nf (x) ”形式,优先构造
F(x)
f (x) xn
然后利用
函数的单调性、奇偶性和数形结合求解即可.
【解析】构造
F(x)
f (x) x2
f (1) 0 可得 F (1) 0 ,根据函数的单调性、奇偶性可得函数图像,根据图像可知
f (x) 0 的解集为 (1,0)(0,1).
【变式提升】设函数 f (x) 满足 x3 f ' (x) 3x2 f (x) 1 ln x ,且 f ( e) 1 , 2e
则 x 0 时, f (x) ( )