题型34逆用导数的四则运算法则构造函数【方法点拨】1.已知中同时出现关于、,应考虑“逆用导数的四则运算法则”构造函数.2.常见的构造函数:①对于,构造;一般的,对于,构造.②对于,构造;一般的,对于,构造.③对于,构造;一般的,对于,构造.④对于,构造;一般的,对于,构造.⑤对于,即,构造.⑥对于,构造.⑦对于,构造.⑧对于,构造.⑨对于,构造.【典型题示例】例1已知偶函数(x≠0)的导函数为,,当x>0时,,则使成立的x的取值范围是.(其中e为自然对数的底数)【答案】
【分析】利用构造函数,再使用函数的单调性、奇偶性即可.【解析】设,则∵x>0时,∴当x>0时,,故在(0,+∞)单增又,所以∵是偶函数∴也是偶函数,且在(-∞,0)单减等价于,即由是偶函数且在(0,+∞)单增得,解之得.例2已知定义域为的函数的导函数为,且,若(2),则函数的零点个数为 A.1B.2C.3D.4【答案】【分析】由的结构特征,逆向使用导数的四则运算法则构造函数,求出的解析式.【解析】由,可得,则,即,设,,又(2),所以,所以,所以,
所以,,令,,令,得,当时,,单调递减,当时,,单调递增,所以的最小值为,则对于,令,可得,令,可得,所以在上单调递减,在上单调递增,所以的最小值为,当时,,当时,,所以函数的零点个数为2.故选:.点评:作为选择题,求出后,欲判断零点个数,直接分离函数转化为与交点的个数,则秒杀!例3函数的定义域为,,对任意,,则的解集为.【答案】(,+)【分析】题目应归结为“解抽象函数型不等式”问题,解决方法是“逆用函数的单调性”.题目中哪个条件能让你联想到“函数的单调性”呢?注意到已知中,只需构造函数,使得,不难得到(这里为常数,本题中取),进而利用的单调性,即可找到解题的突破口.【解析】构造函数,则,故单调递增,且.
另一方面所求不等式,就转化为,逆用单调性定义易知,则不等式的解集为.例4设f(x)是定义在R上的可导函数,且满足f(x)+xf′(x)>0,则不等式f()>·f()的解集为________.【答案】 [1,2)【解析】设F(x)=xf(x),则由F′(x)=f(x)+xf′(x)>0,可得函数F(x)是R上的增函数.又>0,∴由f()>f()可变形得f()>f(),即F()>F(),∴解得1≤x1,则不等式ex·f(x)>ex+1的解集为______.9.已知定义在R上的奇函数,设其导函数为,当时,恒有,则满足的实数的取值范围是.10.设奇函数f(x)定义在(-p,0)∪(0,p)上其导函数为f¢(x),且f()=0,当0<x<p时,f¢(x)sinx-f(x)cosx<0,则关于x的不等式f(x)<2f()sinx的解集为.11.已知是定义在上的奇函数,记的导函数为,当时,满足,若存在,使不等式成立,则实数的最小值为___________.
【答案与提示】1.【答案】【分析】结合已知可构造,,结合已知可判断的单调性,结合单调性及不等式的性质即可判断.【解答】令,,因为,则,故在,上单调递减,因为,则,结合选项可知,,从而有,即,故错误,因为,结合在在,上单调递减可知,从而有,由可得,故错误;,从而有,且,即.故正确;,从而有即.故正确.故选:.2.【答案】B【解析】令,则,在时单调递增,又(1)(1),时,,时,,
当时,,,,时,,,,在上恒成立,又是奇函数,,在上恒成立,①当时,,,即,②当时,,,即,由①②得不等式的解集是,,,故选:.3.【答案】C【解析】函数是定义在上的连续函数,,令,则,为常数),函数是连续函数,且在处存在导数,,,,,,,令,则,令,则,当时,,此时单调递减;当时,,此时单调递增,当时,,,使,
又,函数在的两个零点,分别为和0,当时,令,则,当时,,当时,,在,上单调递增,在上单调递减,在上有极小值,无极大值.故选:.4.【答案】D【解析】构造函数,于是该函数递减,变形为,于是,得,选D.5.【答案】A【解析】构造函数,当时,,即函数单调递增,则,,则,即,选A.6.【答案】A【解析】由得,构造函数,则,故单调递增,有.故选A.7.【答案】B
【解析】令,则,因为,所以在上恒成立.即函数在单调递增.因为,所以即.答案选B.8.【答案】 (0,+∞)【解析】构造函数g(x)=ex·f(x)-ex,因为g′(x)=ex·f(x)+ex·f′(x)-ex=ex[f(x)+f′(x)]-ex>ex-ex=0,所以g(x)=ex·f(x)-ex为R上的增函数.又因为g(0)=e0·f(0)-e0=1,所以原不等式转化为g(x)>g(0),解得x>0.9.【答案】10.【答案】(-,0)∪(,p)【分析】这是一道难度较大的填空题,它主要考查奇函数的单调性在解不等式中的应用,奇函数的图象关于坐标原点中心对称,关于原点对称的区间上具有相同的单调性;在公共定义域上两个奇函数的积与商是偶函数,偶函数的图象关于y轴轴对称,关于原点对称的区间上具有相反的单调性,导数是研究函数单调性的重要工具,大家知道()¢=,(sinx)¢=cosx,于是本题的本质是构造来解不等式【解析】设g(x)=,则g¢(x)=()¢=,所以当0<x<p时,g¢(x)