导数与不等式——构造函数
导数的应用,最主要的是利用导数来判断函数的单调性。导数与不等式问题中的一种,是根据题目中所给出函数与其导函数的关系,构造新函数,并根据导数判断其单调性从而达到解决问题的目的。
一、直接构造
例题1.设函数在上均可导,且,则当时,有
A. B.
C. D.
解析:因为,即,
所以函数在(3,7)上单调递减,
所以,所以。
答案:D
解惑练习1:定义域为R的函数满足,且的导函数,则满足的的集合为( )
A. B. C D.
二、根据题意或选项中的提示构造函数
1.当题意中出现时,“+”对应的原函数是,“-”对应的原函数是。
例题2.已知定义域为R的奇函数的导函数为,当时,,若,,,则,,的大小关系正确的是( )
A. B. C. D.
解析:设,,
因为当时,所以函数在上单调递减,
因为是R上的奇函数,所以。
,,,
因为,所以,即。
答案:D
解惑练习2:已知定义在R上的奇函数的导函数为,当时,,若,,,则、、的关系为( )
A. B. C. D.
2.当题意中出现时,“+”需要构造函数,“-”需要构造函数.
例题3.已知函数的导函数为,若,则不等式的解集为
A. B. C. D.
解析:因为,所以构造函数,
,所以在R上单调递增,。
因为,所以,即,所以。
答案:A
解惑练习3.已知定义在上的函数满足,则关于的不等式的解集是( )
A. B. C. D.
解惑练习4.设是定义在R上的函数的导函数,且,(e为自然对数的底数),则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
4、复杂构造,是对题意条件所给函数关系进行深入分析,研究其结构特征关系,构造出新函数,从而达到解决问题的目的。
例题4.设函数满足,,则当时,( )
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
解析:因为,所以,
所以,则。
,
令,则,
当,则,当,则,
所以在上单调递减,在上单调递增,
因为,所以,
所以在上恒成立,即在上无极大值也无极小值。
答案:D
解惑练习5.已知定义在的可导函数,满足,下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
解惑练习解析
解惑练习1:解析:要解不等式,只要解不等式,
令,则只要解不等式。
因为,所以,即在R上单调递增。
因为,所以,所以,则。
答案:B
解惑练习2:设,。
因为,所以,即,
当时,,单调递增。
因为是奇函数,所以是偶函数,
因为,,,,
所以。
答案:B
解惑练习3:解析:设,
因为,所以,
所以在R上单调递增。
因为,所以,
所以,即,
所以,。
答案:A
解惑练习4:解析:设,
因为,所以,
所以在R上单调递增。
因为,所以。
因为,所以,即,,
所以,。
答案:A
解惑练习5:设,
则,
因为,所以,所以单调递减,
所以,即,。
答案:A