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构造法解导数不等式问题

构造法解导数不等式问题一.知识梳理常见的构造函数方法有如下法则构造函数 1.利用和差函数求导法则构造函数(1)对于不等式()()()00<>'+'或x g x f ,可构造函数()()()x g x f x F +=。

(2)对于不等式()()()00<>'-'或x g x f ,可构造函数()()()x g x f x F -=。

特别地,对于不等式()()()0≠<>'k k k x f 或,可构造函数()()kx x f x F -=。

2. 利用积商函数求导法则构造函数(3)对于不等式()()()()()00<>'+'或x g x f x g x f ,可构造函数()()()x g x f x F =。

(4)对于不等式()()()()()00<>'-'或x g x f x g x f ,可构造函数()()()x g x f x F =。

!(5)对于不等式()()()00<>+'或x f x f x ,可构造函数()()x xf x F =。

(6)对于不等式()()()00<>-'或x f x f x ,可构造函数()()()0≠=x xx f x F 。

(7)对于不等式()()()00<>+'或x nf x f x ,可构造函数()()x f x x F n=。

(8)对于不等式()()()00<>-'或x nf x f x ,可构造函数()()()0≠=x xx f x F n 。

(9)对于不等式()()()00<>+'或x f x f ,可构造函数()()x f e x F x=。

(10)对于不等式()()()00<>+'或x f x f ,可构造函数()()x ex f x F =。

(11)对于不等式()()()00<>+'或x kf x f ,可构造函数()()x f e x F kx=。

(12)对于不等式()()()00<>-'或x kf x f ,可构造函数()()kx ex f x F =。

(13)对于不等式()()()00tan <>'+或x x f x f ,可构造函数()()x xf x F sin =。

(14)对于不等式()()()00tan <>'-或x x f x f ,可构造函数()()()0sin sin ≠=x xx f x F 。

·二.例题讲解a .利用导数解不等式问题 (一)常规解不等式例 1 设函数()f x )是定义在(一∞,0)上的可导函数,其导函数为()x f ',且有()()22x x f x x f >'+,则不等式()()()024*********>--++f x f x 的解集为答案:{}2016-<x x变式训练1 ()x f 是定义在(0,±∞)上的非负可导函数,且满足()x f x '+()x f ≤0,对任意正数a 、b ,若a <b ,则必有( )A.a f (b ) ≤b f (a )B.b f (a ) ≤a f (b )C.a f (a ) ≤f (b ) b (b ) ≤f(a ) 答案C变式训练2 设函数()x f 在R 上的导函数为f’(x),且()x f x '+2()x f >x 2,x 下面的不等式在R内恒成立的是( )—A 0)(>x fB 0)(<x fC x x f >)(D x x f <)(【答案】A【解析】由已知,首先令0=x ,排除B ,D 。

然后结合已知条件排除C,得到A 变式训练3 函数)(x f 的定义域为R ,2)1(=-f ,对任意R ∈x ,2)(>'x f ,则42)(+>x x f 的解集为( )A .(1-,1)B .(1-,+∞)C .(∞-,1-)D .(∞-,+∞)答案B(二)和函数性质相关解不等式例 2 设函数'()f x 是奇函数()()f x x R ∈的导函数,(1)0f -=,当0x >时,'()()0xf x f x -<,则使得()0f x >成立的x 的取值范围是( )A .(,1)(0,1)-∞- B .(1,0)(1,)-+∞@C .(,1)(1,0)-∞-- D .(0,1)(1,)+∞【答案】A 【解析】试题分析:记函数()()f x g x x =,则''2()()()xf x f x g x x -=,因为当0x >时,'()()0xf x f x -<,故当0x >时,'()0g x <,所以()g x 在(0,)+∞单调递减;又因为函数()()f x x R ∈是奇函数,故函数()g x 是偶函数,所以()g x 在(,0)-∞单调递减,且(1)(1)0g g -==.当01x <<时,()0g x >,则()0f x >;当1x <-时,()0g x <,则()0f x >,综上所述,使得()0f x >成立的x 的取值范围是(,1)(0,1)-∞-,故选A .考点:导数的应用、函数的图象与性质.变式训练1.已知定义R 在上的可导函数)(x f 的导函数为)(x f ',满足)()(x f x f <',且)2(+x f 为偶函数,f (4)=1,则不等式x e x f <)(的解集为( )A .(-2,+∞)B .(0, +∞)C .(1, +∞)D .(4,+∞)答案.B变式训练 2 设)(),(x g x f 分别是定义在R 上的奇函数和偶函数,当0<x 时,,0)()()()(>'+'x g x f x g x f 且,0)3(=-g 则不等式0)()(<x g x f 的解集是( )A .),3()0,3(+∞⋃-B .)3,0()0,3(⋃-`C .),3()3,(+∞⋃--∞D .)3,0()3,(⋃--∞答案.Db .利用导数比较大小 (一)常规比较大小例1 若0<x 1<x 2<1,则( )A .2121ln ln x x e e x x ->-B .2121ln ln x xe e x x -<- C .1221x x x e x e > D .1221xx x e x e <答案C变式训练1 若函数()f x 在R 上可导,且满足'()()f x xf x < ,则( )^A.2(1)(2)f f <B.2(1)(2)f f >C.2(1)(2)f f =D.(1)(2)f f = 答案A变式训练2 设函数()f x 的导函数为()'f x ,对任意x ∈R 都有()()'f x f x >成立,则( )A. ()()3ln22ln3f f > B .()()3ln22ln3f f =C. ()()3ln22ln3f f <D. ()3ln2f 与()2ln3f 的大小不确定 答案A变式训练3 若定义在R 上的函数)(x f 的导函数为()f x ',且满足()()f x f x '>,则(2011)f 与2(2009)f e 的大小关系为( )A.2)2009()2011(e f f >B. 2)2009()2011(e f f =C. 2)2009()2011(e f f <D. 不能确定)答案A变式训练4 定义在()02π,上的函数()f x ,()f x '是它的导函数,且恒有()()tan f x f x x '<⋅成立,则( )A .()()3243f f ππ> B .()()12sin16f f π<B ()()264f f ππ> D .()()363f f ππ< 答案 D(二)利用函数性质比较大小1.已知函数)(x f 满足)()(x f x f -=,且当)0,(-∞∈x 时,)(')(x xf x f +0<成立,若)2(ln )2(ln ),2()2(1.01.0f b f a ⋅=⋅=,c b a f c ,,),81(log )81(log 22则⋅=的大小关系是( ) A .a b c >> B .c b a >> C .c a b >> D .a c b >>"答案B变式训练1.已知函数y =f (x )是定义在R 上的偶函数,且当0x >时,不等式()()0f x x f x '+⋅<成立,若a =⋅,b = (log π2)⋅f (log π2),c =21log 4⎛⎫ ⎪⎝⎭⋅f 21log 4⎛⎫ ⎪⎝⎭,则a ,b ,c 间的大小关系( )A .c b a >>B .c a b >>C .b a c >>D .a c b >> 答案A变式训练2.已知'()f x 是定义在R 上的函数()f x 的导函数,且5()(5),()'()02f x f x x f x =--< 若1212,5x x x x <+<,则下列结论中正确的是( ) A .12()()f x f x < B .12()()0f x f x +> C .12()()0f x f x +<D . 12()()f x f x >!答案D变式训练3.已知定义在R 上的可导函数)(x f 的导函数为)(x f ',满足)(x f '<)(x f ,且)1(+x f 为偶函数,1)2(=f ,则不等式x e x f <)(的解集为( )A. (4,e ∞-) B. (+∞,4e ) C. (0,∞-) D. (+∞,0)答案D(三)利用函数解析式1.已知一函数满足x>0时,有2()'()2g x g x x x=>,则下列结论一定成立的是( ) A .(2)(1)32g g -≤ B .(2)(1)22g g -≥C.(2)(1)42g g -< D .(2)(1)42g g -≥—答案 Bc .利用导数解决零点问题例 定义在R 上的奇函数)(x f y =满足0)3(=f ,且不等式)()(x f x x f '->在),0(+∞上恒成立,则函数)(x g =1lg )(++x x xf 的零点的个数为( ) A. 4 B. 3 C. 2 D. 1答案B变式训练1 已知定义在R 上的奇函f (x )的导函数为f ’(x ),当x <0时,f (x )满足()2 '()f x xf x x +<,则f (x )在R 上的零点个数为( )C . 5D .1或3 答案A变式训练2 已知()y f x = 为R 上的连续可导函数,当x ≠0时()'()0f x f x x+> ,则函数1()()g x f x x=+的零点个数为( ) 或2)答案C三.课后练习1.定义在R 上的函数()f x 满足:()1()f x f x '>-,(0)6f =,()f x '是()f x 的导函数,则不等式()5x x e f x e >+(其中e 为自然对数的底数)的解集为( ) A .()0,+∞ B .()(),03,-∞+∞ C .()(),01,-∞+∞D .()3,+∞【答案】A2.函数()f x 的定义域是R ,()02f =,对任意()(),1x R f x f x '∈+>,则不等式()1x x e f x e ⋅>+的解集为( )A.{}|0x x > B .{}|0x x <B.{}|101x x x <-<<或 D .{}|11x x x ><-或【答案】A^3.函数)(x f 的导函数为)(x f ',对x ∀∈R ,都有2()()f x f x '>成立,若2)4ln (=f ,则不等式2()x f x e >的解是( ) A .ln 4x > B .0ln 4x << C .1x > D .01x <<【答案】A4. )(x f 是定义在非零实数集上的函数,)(x f '为其导函数,且0>x 时,0)()(<-'x f x f x ,记5log )5(log 2.0)2.0(2)2(22222.02.0f c f b f a ===,,,则 ( ) A . c b a <<B .c a b <<C . b a c <<D . a b c <<【答案】C—5. 已知函数()f x 的导函数为()f x ',且满足()2()f x f x '<,则( ) A .2(2)(1)f e f > B .2(0)(1)e f f > C.9(ln 2)4(ln 3)f f < D .2(ln 2)4(1)e f f < 答案B6. 已知()f x 是定义在R 上的可导函数,当(1)x ∈+∞,时,(1)()()(1)0x f x f x x ''--->恒成立,若1(2)(3)2a f b f c f ===,,,则a b c ,,的大小关系是( ) A .c a b << B .a b c << C .b a c << D .a c b << 【答案】A【解析】令()()1f x F x x =-,则因为(1)x ∈+∞,时,(1)()()(1)0x f x f x x ''--->恒成立,所以()F x '=(1)()()(1)0(1)x f x f x x x '--->-,所以()F x 在(1)+∞,上是增函数.因为(2)(2)(2)21f a f F ==-=,1(3)2b f ==(3)(3)31f F -=,c f F ==,23<<,所以(2)(3)F f f <<,即c a b <<,故选A .7.设()x f '是函数()x f 导函数,且()()e f R x x f x f =⎪⎭⎫ ⎝⎛∈>'21..2(e 为自然对数的底数),则不等式()2ln x x f <的解集为( )A. ⎪⎭⎫ ⎝⎛2,0eB .()e ,0 C . ⎪⎭⎫⎝⎛2,1e eD . ⎪⎭⎫⎝⎛e e ,2 ¥答案B8. 已知函数()x f 的定义域为R ,且()()()40,1='->f x f x f ,则不等式()xex f -+>3ln 1的解集为( ) A.()+∞-,1B .()+∞,0C . ()+∞,1D . ()+∞,e答案B9.已知f (x )是可导的函数,且f ′(x )<f (x )对于x ∈R 恒成立,则( ) A .f (1)<e f (0),f (2 016)>e 2 016f (0) B .f (1)>e f (0),f (2 016)>e 2 016f (0)C .f (1)>e f (0),f (2 016)<e 2 016f (0)D .f (1)<e f (0),f (2 016)<e 2 016f (0) 答案 D|解析 令g (x )=f xe x ,则g ′(x )=(f xe x )′=f ′x e x -f x e x e 2x =f ′x -f xe x<0,所以函数g (x )=f xe x 是单调减函数, 所以g (1)<g (0),g (2 016)<g (0), 即f 1e 1<f 01,f 2 016e 2 016<f 01, 故f (1)<e f (0),f (2 016)<e 2 016f (0).10.设函数()x f 在R 上存在导数()x f ',对任意的实数x ,有()(),22x x f x f =-+当()0,∞-∈x 时,()x x f 21<+',若()()222+≤--+m m f m f ,则实数m 的取值范围是、答案1-≥m11.已知定义域为R 的奇函数()f x 的导函数为'()f x ,当0x ≠时, ()()0f x f x x'+>,若11()22a f =,2(2)b f =--,11(ln )(ln )22c f =,则下列关于,,a b c 的大小关系正确的是( )A .a c b <<B .c b a <<C . a b c <<D .c a b <<【答案】A【解析】设()()h x xf x =,则''()()()h x f x xf x =+,因为()y f x =是定义在实数集R 上的奇函数,所以()h x 是定义在实数集R 上的偶函数,所以当0x >时,''()()()0h x f x xf x =+>,所以此时函数()h x 为单调递增函数.因为111()()222a f h ==,2(2)2(2)(2)b f f h =--==,111(ln )(ln )(ln )(ln 2)(ln 2)222c f h h h ===-=.又因为12ln 22>>,所以b c a >>,故应选A . 12.已知定义在实数集R 上的函数满足,且导函数,则不等式的解集为( )A 、B 、C 、D 、【答案】D【解析】令,则,所以是R 上的减函数,,即的解为,从而,解得,故选D . 13.设函数()f x 在R 上存在导数()f x ',x R ∀∈,有2()()f x f x x -+= ,在(0,)+∞上()f x x '<,若(4)()84f m f m m --≥-,则实数m 的取值范围是( )A 、[]2,2-B 、[)2,+∞C 、[)0,+∞D 、(][),22,-∞-⋃+∞【答案】B【解析】14.已知f(x)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.(1,+∞) C.(1,2) D.(2,+∞)[解析]令g(x)=xf(x),则g′(x)=f(x)+xf′(x),因为f(x)<-xf′(x),所以g′(x)<0,即函数g(x)=xf(x)在(0,+∞)上单调递减,由f(x+1)>(x-1)f(x2-1)得(x+1)f(x+1)>(x2-1)f(x2-1),即g(x+1)>g(x2-1),所以x+1<x2-1,因为f(x)定义域为(0,+∞),所以解得x>2.[答案]D【。

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