例谈构造函数解一类导数题
2021-09-10李俊
李俊



摘 要:构造函数法是指通过一定方式,设计并构造一个与有待解答问题相关的函数,通过观察分析,借助函数本身的性质,如单调性或利用运算结果,解决原问题的方法.构造函数法解题是一种创造性思维过程,具有较大的灵活性和技巧性.在运用过程中,应有目的、有意识地进行构造,始终“盯住”要解决的目标.
关键词:构造函数;导数
中图分类号:G632文献标识码:A文章编号:1008-0333(2021)10-0065-03
近几年各地高考数学试卷中,许多涉及函数选择题或填空题的题目,可采用构造函数法进行解答.所谓构造函数法是指通过一定方式,设计并构造一个与有待解答问题相关的函数,通过观察分析,借助函数本身的性质,如单调性或利用运算结果,解决原问题的方法.简而言之就是构造函数解答问题.如何合理地构造函数就成为了问题的关键,这里我们就这方面问题探讨一下.
例1 已知函数f(x)的定义域为R,f(-1)=2,且对任意x∈R,都有f ′(x)>2,则f(x)>2x+4的解集为().
A.(-1,1)B.(-1,+∞)
C.(-∞,-1)D.(-∞,+∞)
解析 構造函数h(x)=f(x)-2x-4,所以h′(x)=f ′(x)-2,由于对任意x∈R,f ′(x)>2,所以h′(x)=f ′(x)-2>0恒成立,所以h(x)=f(x)-2x-4是R上的增函数,又由于h(-1)=f(-1)-2×(-1)-4=0,所以h(x)=f(x)-2x-4>0,即f(x)>2x+4的解集为(-1,+∞),故选B.
点评 对于f ′x>aa≠0,可构造函数hx=fx-ax.
例2 设f(x)是R上的可导函数,且f ′(x)≥-f(x),f(0)=1,f(2)=1e2,则f(1)的值为.
解析 由f ′(x)≥-f(x)得f ′(x)+f(x)≥0,构造函数hx=exfx,则h′x=exfx+exf ′x=ex(fx+f ′x)≥0,所以函数hx=exfx是R上的增函数,此时有1=h2≥h0=1,故hx=exfx=1,所以f(1)=1e.
点评 对于f ′(x)+f(x)>0,可构造函数
hx=exfx.
例3 已知f(x)>0为f(x)<0上的可导函数,且
f(x)>x,均有f(x)<x,则有().
A.e2016f(-2016)<f(0),f(2016)>e2016f(0)
B.e2016f(-2016)<f(0),f(2016)<e2016f(0)
C.e2016f(-2016)>f(0),f(2016)>e2016f(0)
D.e2016f(-2016)>f(0),f(2016)<e2016f(0)
解析 构造函数h(x)=f(x)ex,则h′(x)=f ′(x)ex-exf(x)(ex)2=f ′(x)-f(x)ex,因为x∈R,均有f(x)>f ′(x),并且ex>0,所以g′(x)<0,
故函数h(x)=f(x)ex在R上单调递减,所以h(-2016)>h(0),h(2016)<h(0),
即f(-2016)e-2016>f(0),f(2016)e2016<f(0),即
e2016f(-2016)>f(0),f(2016)<e2016f(0),故选D.
点评 对于f ′(x)-f(x)>0,可构造函数h(x)=f(x)ex.
例4 若函数y=f(x)在R上可导且满足不等式
xf ′(x)+f(x)>0恒成立,对任意正数a、b,若a<b,则必有……
