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合理构造函数,妙解导数问题

2016-11-09胡磊

中学课程辅导·高考版 2016年9期
关键词:分析

胡磊

构造法是解决导数问题的重要方法之一,许多导数问题的解决需要巧妙的构造函数.如何构造函数显得非常重要,下面剖析几例.

一、特征构造

例1(2016·银川二模)f(x)是定义在非零实数集上的函数,f′(x)为其导函数,且x>0时,xf′(x)-f(x)<0,记a=f(20.2)20.2,b=f(0.22)0.22,c=f(log25)log25,则()

A. a

C. c

分析:令g(x)=f(x)x,通过求导得到g(x)的单调性,从而解决问题.

解:令g(x)=f(x)x,则g′(x)=xf′(x)-f(x)x2,

∵x>0时,xf′(x)-f(x)<0,∴g(x)在(0,+∞)递减,

又log25>log24=2,1<20.2<2,0.22=0.04,

∴log25>20.2>0.22,

∴g(log25)

点评:本题考查了函数的单调性,考查了导数的应用,考查了指数、对数的性质,解决本题的关键是根据所比较的三个数,合理构造函数,利用函数的单调性比较大小即可.

二、变形后构造函数

例2(2016·合肥二模)定义在R上的偶函数f(x)的导函数为f′(x),若对任意的实数x,都有2f(x)+xf′(x)<2恒成立,则使x2f(x)-f(1)

A. {x|x≠±1}B. (-∞,-1)∪(1,+∞)

C. (-1,1)D. (-1,0)∪(0,1)

分析:根据已知条件构造合适的函数,对函数求导,根据函数的单调性,求出x>0时的取值范围,并根据偶函数的性质,求出x<0时的取值范围.

解:当x>0时,由2f(x)+xf′(x)-2<0:两边同乘以x得:

2xf(x)+x2f′(x)-2x<0.

设g(x)=x2f(x)-x2,则g′(x)=2xf(x)+x2f′(x)-2x<0,恒成立:

∴g(x)在(0,+∞)单调递减,由x2f(x)-f(1)

∴x2f(x)-x2

即x>1;

当x<0时,函数是偶函数,同理得:x<-1.

综上可知:实数x的取值范围为(-∞,-1)∪(1,+∞),故选:B.

点评:主要根据已知构造合适的函数,函数求导,并通过求导判断函数的单调性,并应用偶函数的性质,求对称区间上的解.解决本题需要注意对x的讨论.

三、移项法构造函数

例3(2016·江西模拟)设函数f(x)=ex(3x-1)-ax+a,其中a<1,若仅有一个整数x0,使得f(x0)<0,则a的取值范围是()

A. [-2e,1)B. [-2e,34)

C. [2e,34)D. [2e,1)

分析:设g(x)=ex(3x-1),h(x)=ax-a,对g(x)求导,将问题转化为存在唯一的整数x0使得g(x0)在直线h(x)=ax-a的下方,求导数可得函数的极值,解g(-1)-h(-1)=-4e-1+2a≥0,求得a的取值范围.

解:设g(x)=ex(3x-1),h(x)=ax-a,则g′(x)=ex(3x+2),

∴x∈(-∞,-23),g′(x)<0,g(x)单调递减,x∈(-23,+∞),g′(x)>0,g(x)单调递增,∴x=-23,取最小值-3e-23,∴g(0)=-1<-a=h(0),

g(1)-h(1)=2e>0,直线h(x)=ax-a恒过定点(1,0)且斜率为a,

∴g(-1)-h(-1)=-4e-1+2a≥0,∴a≥2e,a<1,∴a的取值范围[2e,1).故答案选:D.

点评:本题……

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