导数选择题之构造函数法解不等式的一类题

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导数之构造函数解函数值不等式问题教师版

导数之构造函数解函数值不等式问题教师版1．已知函数()f x 的导函数为()f x '，若()()2f x f x '+>，()05f =，则不等式()3e 2xf x -->的解集为__________. 【答案】{}0x x >构造函数()()e 2e x xg x f x =-，则该函数的定义域为R ，且()()0023g f =-=，所以，()()()e 20x g x f x f x ''=+->⎡⎤⎣⎦，则函数()g x 在R 上为增函数，由()3e 2x f x -->可得()e 2e 3x xf x ->，即()()0g x g >，解得0x >.因此，不等式()3e 2x f x -->的解集为{}0x x >.2．已知()'f x 是奇函数()()f x x R ∈的导函数，当0x ≥时，()1f x '>，则不等式(2)(21)3f x f x x +--≥-的解集为___________．【答案】(],3-∞解：令()()g x f x x =-，因为()f x 为奇函数，所以()()f x f x -=-，所以()()()()()()g x f x x f x x f x x g x -=---=-+=--=-⎡⎤⎣⎦，即函数()g x 为奇函数，因为当0x ≥时，()1f x '>，所以当0x ≥时，()()''10g x f x =->，即函数()()g x f x x =-在区间[)0,∞+上单调递增，因为函数()g x 为奇函数，所以函数()()g x f x x =-在R 上单调递增，所以(2)(21)3f x f x x +--≥-等价于()()(2)2(21)21f x x f x x +-+≥---，即()()221g x g x +≥-，所以221x x +≥-，解得3x ≤.3．已知函数2()ln f x a x x =+，若对任意两个不等的正实数1x ，2x ，都有()()12122f x f x x x ->-，则实数a 的最小值为______．【答案】解：设12x x >，则对任意两个不等的正实数1x ，2x ，都有()()12122f x f x x x ->-等价于()()()12122f x f x x x ->-，即()()112222f x x f x x ->-，令2()()2ln 2g x f x x x a x x =-=+-，则()g x 在(0,)+∞上单调递增，所以()220ag x x x'=+-≥在(0,)+∞上恒成立，即222a x x ≥-+在(0,)+∞上恒成立，所以()2max22a x x≥-+，又()22max1112222222x x ⎛⎫-+=-⨯+⨯= ⎪⎝⎭，所以12a ≥，所以实数a 的最小值为12.4．定义在(,0)-∞的可导函数()f x ，其导数为()'f x 且3()()0f x xf x '+<，则不等式3(2022)(2022)8(2)0x f x f +++-<的解集为__________．【答案】(2024,2022)--【解析】【分析】构造函数()()3g x x f x =，则所要求解的不等式可化为()()20222g x g +<-，利用题设条件判断()g x 的单调性即可求解【详解】构造函数 ()()3g x x f x =()()()()23g x x f x xf x +'='当0x <时,()()30f x xf x '+<,20x >()0g x '∴<()g x ∴在(),0∞-上单调递减；()()()()32022(2022)2022,282g x x f x g f +=++-=--∴由不等式()()3(2022)2022820x f x f +++-< 得()()3(2022)202282x f x f ++<--()()20222g x g ∴+<-20222x ∴+>-且20220x +< 20242022x ∴-<<-;∴ 原不等式的解集为 ()2024,2022--.5．已知()f x 是R 上的奇函数，()g x 是在R 上无零点的偶函数，()20f =，当0x >时，()()()()0f x g x f x g x ''-<，则使得()()lg 0lg f x g x <的解集是________ 【答案】11(100,)100⎛⎫⋃+∞ ⎪⎝⎭,【解析】【分析】构造函数()()()f x h x g x =，求出()h x 的单调性及奇偶性，由()()lg (lg )0lg f x h x g x =<得到不等式，解不等式即可.【详解】令()()()f x h x g x =，则()()()()[]2()()f x g x f x g x h x g x ''-'=，当0x >时，()0h x '<，故()h x 在()0,∞+上单调递减，又()f x 是奇函数，()g x 是偶函数，故()h x 是奇函数，()h x 在(),0∞-上单调递减，又()20,(0)0f f ==，可得(2)0,(2)0,(0)0h h h =-==，故()h x 在()2,0,(2,)-+∞上小于0，由()()lg (lg )0lg f x h x g x =<，得2lg 0-<<x 或lg 2x >，解得11100<<x 或100x >.故答案为：11(100,)100⎛⎫⋃+∞⎪⎝⎭,. 6．已知定义在R 上的函数()f x ，()f x '为其导函数，满足①()()2f x f x x =--，①当0x ≥时，()210f x x '++≥.若不等式()()221331f x x x f x +++>+有实数解，则其解集为________.【答案】{|x 23x <-或0x >}【详解】设2()()g x f x x x =++，则()()210g x f x x ''=++≥，在0x ≥时成立，所以()g x 在[0,)+∞上是增函数，又由()()2f x f x x =--，得222()()()2()()g x f x x x f x x x x f x x x g x -=-+-=++-=++=， ()g x 偶函数， 22(21)(21)(21)(21)(21)462g x f x x x f x x x +=+++++=++++22(1)(1)(1)1(1)32g x f x x x f x x x +=+++++=++++，不等式()()221331f x x x f x +++>+变形为：22(21)462(1)32f x x x f x x x ++++>++++，即(21)(1)g x g x +>+，所以(21)(1)g x g x +>+，所以211x x +>+，22(21)(1)x x +>+，2320x x +>，23x <-或0x >．故答案为：{|x 23x <-或0x >}．7．已知定义在()0,∞+上的函数()f x 满足()()0xf x f x '-<，且()22f =，则()e e 0x xf -≥的解集是______．【答案】(],ln 2∞-【详解】令()()f xg x x=，则()()()2f x x f x g x x -=''，因为定义在()0,∞+上的可导函数()f x 满足()()0xf x f x '-<，所以()()2()0'-'=<f x x f x g x x 在()0,∞+上恒成立，所以函数()()=f x g x x 在()0,∞+上单调递减；又()22f =，所以()()2212f g ==，由()e e 0xxf -≥得()e 1e x xf ≥，所以()()e12xg g ≥=故e2x≤，则ln 2x ≤，所以()e e 0x xf -≥的解集是(],ln 2∞-8．函数()f x 的定义域为R ，()15f =，若对任意的x ∈R ，都有()23x f x '<成立，则不等式()34f x x <+的解集为___________.【答案】()1,+∞【详解】解：任意的x ∈R ，都有()23x f x '<，即()203f x x -<'要解()34f x x <+，()15f =∴设3()()4h x f x x =--，则2()()30h x f x x ''=-<，()h x ∴在R 上单调递减，又()()311140h f =--=而()()33()4014f x x f x x h ⇔--<=<+，即()()1h x h <1x ∴>，即原不等式的解集为()1,+∞；故答案为：()1,+∞．9．已知函数()f x 的定义域为R ，图象关于原点对称，其导函数为()f x '，若当0x >时()()ln 0x x f x f x +⋅'<，则不等式()()44xf x f x ⋅>的解集为______．【答案】()(),10,1-∞-⋃【解析】【分析】依据函数单调性和奇偶性把抽象不等式转化为整式不等式去求解即可. 【详解】当0x >时，()()()()()ln 0ln 0ln 0f x f x x x f x x f x x f x x'''+⋅<⇔+⋅<⇔⋅<⎡⎤⎣⎦，故函数()()ln g x x f x =⋅在()0,∞+上单调递减，易知()10g =，故当()0,1x ∈时，()0g x >，()0f x <，当()1,x ∈+∞时，()0g x <，()0f x <；而()()()44440x xf x f x f x ⎡⎤⋅>⇔⋅->⎣⎦，而()()44xh x f x ⎡⎤=⋅-⎣⎦为奇函数，则当0x >时，当()440x f x ⎡⎤⋅->⎣⎦的解为01x <<，故当x ∈R 时，()440xf x ⎡⎤⋅->⎣⎦的解为1x <-或01x <<，故不等式()()44x f x f x ⋅>的解集为()(),10,1-∞-⋃．故答案为：()(),10,1-∞-⋃10．已知定义在R 上的函数()f x 的导函数为fx ，若对任意实数x ，都有()()f x f x '>，且()02022f =，则不等式()2022e 0xf x -<的解集为______．【答案】{}0x x <【解析】【分析】构造()()ex f x g x =，利用导数及已知条件易证()g x 在R 上的递增，再由不等式等价于()(0)g x g <，根据单调性即得解集.【详解】由题设，令()()e x f x g x =，则()()()0exf x f xg x '-'=>，所以()g x 在定义域上递增，又()2022e 0xf x -<等价于0()(0)()(0)e ex f x f g x g =<=，所以，由单调性知不等式解集为{|0}x x <.故答案为：{|0}x x <.11．已知奇函数()f x 的定义域为,22ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭，其导函数为()'f x ，当02x π<<时，有()cos ()sin 0f x x f x x '+<成立，则关于x 的不等式()2cos 4f x x π⎛⎫<⋅ ⎪⎝⎭的解集为________________ .【答案】,42ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭【解析】【分析】构造函数()()cos f x g x x =，,22x ππ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭.证明出()g x 为奇函数且为减函数.吧()2cos 4f x x π⎛⎫<⋅ ⎪⎝⎭可化为()4cos cos 4f f x x ππ⎛⎫⎪⎝⎭<，即可解出.【详解】记函数()()cos f x g x x =，,22x ππ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭. ()()cos()f x g x x --=-.因为()f x 为奇函数，所以()()f x f x -=-，所以()()()()cos()cos f x f x g x g x x x--==-=--，所以()g x 为奇函数.则2()cos ()sin ()cos f x x f x xg x x'+'=.当02x π<<时，有()cos ()sin 0f x x f x x '+<，所以()0g x '<，所以()g x 为减函数.又()g x 为奇函数，所以()g x 的图像关于原点对称，所以，在,02π⎛⎫- ⎪⎝⎭上()g x 为减函数.关于x 的不等式()2cos 4f x x π⎛⎫<⋅ ⎪⎝⎭可化为()4cos cos 4f f x x ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭<，即()()4g x g π<，所以42x ππ<<.12．已知()f x 是定义在R 上的偶函数，当0x >时，()()0xf x f x '->，且()20f -=，则不等式()0f x x>的解集是___________.【答案】(2,0)(2,)-+∞设()()''2()()()f x xf x f x g x g x x x-=⇒=，因为当0x >时，()()0xf x f x '->，所以当0x >时，'()0,()g x g x >单调递增，因为()f x 是定义在R 上的偶函数，所以当0x ≠时，()()()()f x f x g x g x x x--==-=--，所以函数()g x 是奇函数，故当0x <时，函数()g x 也是增函数，因为()20f -=，所以()20f =，所以()20g -=，()20g =，当0x >时，由()0(2)2g x g x >=⇒>，当0x <时，由()0(2)220g x g x x >=-⇒>-⇒-<<，故答案为：(2,0)(2,)-+∞。

导数选择压轴题之【构造函数】

导数小题——构造函数解不等式当有题目有下列表格左栏中的条件时，那么构造相应的右侧的函数，利用新函数的单调性、奇偶性来解决题目中的问题。

例1 已知定义在实数集R 上的函数f(x)满足f (1)=2，且f(x)的导数f′(x)在R 上恒有f ′(x )<1 (x ∈R)，则不等式f (x )<x +1的解集为（）A.(1,+∞)B.(−∞,−1)C.(−1,1)D.(−∞,−1)∪(1,+∞)例2 已知定义在(−∞,0)∪(0,+∞)上的偶函数f(x)的导函数为f′(x)，且f (1)=0，当x <0时，f ′(x )+f (x )x>0，则使得f (x )>0成立的x 的取值范围是例3 ()f x 是定义在R 上的偶函数，当0x <时，()()0f x xf x '+<，且()40f −=，则不等式()0xf x >的解集为．例4 已知()f x 是定义在(),−∞+∞上的函数，导函数()f x '满足()()f x f x '<对于R x ∈恒成立，则（）A ．()()220f e f >，()()201420140f e f >B ．()()220f e f <，()()201420140f e f >C ．()()220f e f >，()()201420140f e f <D ．()()220f e f <，()()201420140f e f <例5 已知函数()y f x =对于任意,22x ππ⎛⎫∈− ⎪⎝⎭满足()()cos sin 0f x x f x x '+>（其中()f x '是函数()f x 的导函数），则下列不等式不成立的是（）A ．34f ππ⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭B 34f ππ⎛⎫⎛⎫−<− ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭C ．()04f π⎛⎫< ⎪⎝⎭D ．()023f fπ⎛⎫< ⎪⎝⎭例6 α，,22ππβ⎡⎤∈−⎢⎥⎣⎦，且sin sin 0ααββ−>，则下列结论正确的是（）A ．αβ>B ．22αβ>C ．αβ<D ．0αβ+>例7 设()f x 是定义在R 上的偶函数，且()10f =，当0x <时，有()()0xf x f x '−>恒成立，则不等式()0f x >的解集为．例8 已知偶函数()f x （0x ≠）的导函数为()f x '，且满足()10f −=，当0x >时，()()2f x xf x '>，则使得()0f x >成立的x 的取值范围是．例9 设()f x 是定义在R 上的奇函数，在(),0−∞上有()()2220xf x f x '+<，且()20f −=，则不等式()20xf x <的解集为例10若定义在R 上的函数()f x 满足()()20f x f x '−>，()01f =，则不等式()2x f x e >的解集为．例11已知函数()f x 在R 上可导，其导函数()f x '，若()f x 满足：()()()10x f x f x '−−>⎡⎤⎣⎦，()()222xf x f x e−−=，则下列判断一定正确的是（）A ．()()10f f C ．()()330f e f >D ．()()440f e f < 答案：例1：A例2：(−1,0)∪(0,1)例3：(−∞,−4)∪(0,4) 例4：D 例5：A例6：A例7：(−∞,−1)∪(1,+∞) 例8：(−1,1) 例9：(−2,2)例10：(0,+∞)例11：C。

2024年高考数学一轮复习大题专练07导数构造函数证明不等式1

一轮大题专练7—导数（构造函数证明不等式1）1．已知函数()f x alnx x =+．（1）讨论()f x 的单调性；（2）当1a =时，证明：()x xf x e <．解：（1）()f x alnx x =+，(0,)x ∈+∞． ()1af x x'=+， 0a 时，()0f x '>，函数()f x 在(0,)x ∈+∞上单调递增．0a <时，令()0f x '=，解得0x a =->，函数()f x 在(0,)x a ∈-上单调递减，在(,)a -+∞上单调递增．（2）证明：当1a =时，要证明：()xxf x e <，即证明21xlnx e x x+<，令()1lnxg x x=+，21()lnx g x x -'=，令()0g x '>，解得0x e <<；令()0g x '<，解得e x <． ∴函数()g x 在(0,)e 上单调递增，在(,)e +∞上单调递减．x e ∴=时，函数()g x 取得极大值即最大值，g （e ）11e=+．令2()xe h x x =，3(2)()xx e h x x -'=，令()0h x '<，解得02x <<；令()0h x '>，解得2x <． ∴函数()h x 在(0,)e 上单调递减，在(2,)+∞上单调递增．x e ∴=时，函数()h x 取得极小值即最小值，h （2）24e =．221251(1)1044 2.5e e ⋅-+>-->． ()()max min g x h x ∴<，即21xlnx e x x+<，也即()x xf x e <． 2．已知函数()f x x alnx =-．（Ⅰ）求曲线()y f x =在点(1，f （1）)处的切线方程；（Ⅱ）求()f x 的单调区间；（Ⅲ）若关于x 的方程0x alnx -=有两个不相等的实数根，记较小的实数根为0x ，求证：0(1)a x a ->．（Ⅰ）解：由()f x x alnx =-，可得()1a f x x'=-，则f '（1）1a =-，又f （1）1=，所以曲线()y f x =在点(1，f （1）)处的切线方程为1(1)(1)y a x -=--，即(1)y a x a =-+．（Ⅱ）解：()f x x alnx =-的定义域为(0,)+∞，()1a x af x x x-'=-=，当0a 时，()0f x '>，()f x 在(0,)+∞上单调递增；当0a >时，令()0f x '>，可得x a >，令()0f x '<，可得0x a <<，所以()f x 在(0,)a 上单调递减，在(,)a +∞上单调递增．（Ⅲ）证明：由（Ⅱ）可知，当0a >时，()0f x x alnx =-=才有两个不相等的实根，且00x >，则要证0(1)a x a ->，即证011a a x ->，即证0111a x ->，而000x alnx -=，则000(1x a x lnx =≠，否则方程不成立），所以即证00011lnx x x ->，化简得0010x lnx -->，令000()1g x x lnx =--，则000011()1x g x x x -'=-=，当001x <<时，0()0g x '<，0()g x 单调递减，当01x >时，0()0g x '>，0()g x 单调递增，所以0()g x g （1）0=，而01x ≠，所以0()0g x >，所以0(1)a x a ->，得证．3．已知函数()f x alnx x =+，函数2()x g x e bx =+，（1）记2()()h x f x x =+，试讨论函数()h x 的单调性，并求出函数()h x 的极值点；（2）若已知曲线()y f x =和曲线()y g x =在1x =处的切线都过点(0,1)．求证：当0x >时，()()(1)1xf x g x e x +--．解：（1）2()h x alnx x x =++，22()(0)x x ah x x x++'=>，记2()2(0)x x x a x ϕ=++>，当0a 时，()0h x '>，()h x 在(0,)+∞单调递增，无极值点，当0a <时，△180a =->，()x ϕ有异号的两根10)x =<，20)x =>，x ∴∈，()0x ϕ<，()0h x '<，()h x 在单调递减，x ∈，)+∞，()0x ϕ>，()0h x '>，()h x 在，)+∞单调递减，()h x ∴有极小值点x =；（2）证明：()(0)x af x x x+'=>，()2x g x e bx '=+，f ∴'（1）1a =+，()f x 在1x =处的切线方程为1(1)(1)y a x -=+-，过点(0,1)得：1a =-，g '（1）2e b =+，()g x 在1x =处的切线方程为(2)(1)y e b e b x --=+-，过点(0,1)得：1b =-， ()f x lnx x ∴=-+，2()x g x e x =-，要证：()()(1)1xf x g x e x +--，即证：(1)10x e xlnx e x ----，即证：1(1)0x e lnx e x x---，构造函数1()(1)x e K x lnx e x x =---，则2(1)(1)()x x e K x x --'=，0x >时，10x e ->，(0,1)x ∴∈时，()0K x '<，()K x 在(0,1)单调递减， (1,)x ∴∈+∞时，()0K x '>，()K x 在(1,)+∞单调递增，()K x K ∴（1）0=，故原不等式成立．4．已知函数()()f x ax lnx a R =+∈在1x =处取得极值．（Ⅰ）若对(0,)x ∀∈+∞，()1f x bx -恒成立，求实数b 的取值范围；（Ⅱ）设()()(2)x g x f x x e =+-，记函数()y g x =在1[4，1]上的最大值为m ，证明：(4)(3)0m m ++<．（Ⅰ）解：()()f x ax lnx a R =+∈，则1()f x a x'=+，又()f x 在1x =处取得极值，则有f '（1）10a =+=，解得1a =-，此时1()1f x x'=-，当01x <<时，()0f x '>，则()f x 单调递增，当1x >时，()0f x '<，则()f x 单调递减，所以()f x 确实在1x =处取得极值，故1a =-，设()(1)1h x lnx b x =+--，则()1f x bx -在(0,)+∞上恒成立，即()0h x 在(0,)+∞上恒成立，因为1()1h x b x'=+-，当10b -，即1b 时，()0h x >在(0,)+∞上恒成立，不符合题意；当1b <时，令()0h x '=，解得11x b=-，当101x b<<-时，()0h x '>，则()h x 单调递增，当11x b>-时，()0h x '<，则()h x 单调递减，所以当11x b =-时，()h x 取得最大值111()1(1)2111b h ln ln b b b b-=+-=------，要使得()0h x 在(0,)+∞上恒成立，则有(1)20ln b ---，解得21b e --，综上所述，实数b 的取值范围为(-∞，21]e --；（Ⅱ）证明：要证(4)(3)0m m ++<，即证明43m -<<-即可，因为()()(2)(2)x x g x f x x e lnx x x e =+-=-+-，则111()1(2)(1)()(1)x x x x x g x e x e e x e x x x x-'=-++-=+-=--，因为1[4x ∈，1]时，10x -恒成立，设1()x M x e x=-，1[4x ∈，1]，则()M x 为单调递增函数，又113205112035()0,()0201153M e M e =-<=->，则存在0113(,)205x ∈，使得0()0M x =，即001x e x =，则当01[,)4x x ∈时，()0M x <，(1)0x -<，则()0g x '>，故()g x 单调递增，当0[x x ∈，1]时，()0M x ，(1)0x -且不同时为0，则()0g x '，故()g x 单调递减，所以()g x 在1[4，1]上的最大值为0000000000()(2)2x x x m g x lnx x x e lnx x x e e ==-+-=-+-，又001x e x =，则00021m lnx x x =-+-，0113(,)205x ∈，设2()1k x lnx x x =-+-，113(,)205x ∈，则212()10k x x x'=-+>对于113(,)205x ∈恒成立，故()k x 在113(,)205x ∈上单调递增故1111114011940()()1420202011202011k x k ln ln >=-+-=+->-， 333103()()1 2.933355535k x k ln ln <=-+-≈-<-，于是43m -<<-，故(4)(3)0m m ++<．5．已知函数()x f x e x a =--，对于x R ∀∈，()0f x 恒成立．（1）求实数a 的取值范围；（2）证明：当[0,]4x π∈时，cos tan x x x e +．解：（1）由0x e x a --恒成立，得x a e x -对x R ∀∈恒成立，令()x g x e x =-，()1x g x e '=-，当0x >，()0g x '>，()g x 单调递增，当0x <，()0g x '<，()g x 单调减，()(0)1min g x g ==，故所求实数a 的取值范围为(-∞，1]；（2）证明：由（1）得1x e x +．欲证cos tan x x x e +，只需证cos tan 1x x x ++即可，令()cos tan 1h x x x x =+--，222221sin (sin cos )sin (sin sin 1)()sin 1cos cos cos x x x x x x h x x x x x-+-'=-+-==，令2()sin sin 1F x x x =+-，则易知()F x 在[0,]4π单调递增，且(0)0F <，()04F π>，故存在0(0,)4x π∈，使得0()0F x =；当[0x ∈，0)x 时，()0F x <，()0h x '，()h x 单调递减，当0(,]4x x π∈时，()0F x >，()0h x '>，()h x 单调递增，又(0)0h =，()044h ππ<，()(0)0max h x h ==，故当[0,]4x π∈时，cos tan x x x e +．6．已知函数()x f x e =，()1g x ax =+．（Ⅰ）已知()()f x g x 恒成立，求a 的值；（Ⅱ）若(0,1)x ∈211x x+-<．解：（1）已知()()f x g x 恒成立，即()()0f x g x -恒成立，令()()()1x h x f x g x e ax =-=--，则有()x h x e a '=-，当0a 时，则恒有()0h x '>，此时函数()h x 单调递增，并且当x →-∞时，()h x →-∞，不满足题意；0a ∴>，此时令()0h x x lna '=⇒=；()0h x x lna '∴>⇒>；()0h x x lna '<⇒<，即函数()h x 在(,)lna -∞上单调递减，在(,)lna +∞上单调递增，()()1min h x h lna a alna ∴==--，若要满足题意，则需使10a alna --，恒成立，令F （a ）1(0)a alna a =-->，则有F '（a ）lna =，由此可得，当01a <<时，F '（a ）0<；当1a >时，F '（a ）0>．F ∴（a ）min F =（1）0=，即得F （a ）0， 1a ∴=．（2）令()1((0,1))x G x e x x =--∈，则有()10x G x e '=->恒成立，故可得()G x 在(0,1)上单调递增，即有()(0)0G x G >=恒成立，故有101x x e x e x -->⇔>+在(0,1)上恒成立；根据题意，要证2111()lnx x f x x-+-<，即证明1111lnx x x x -+-<+，即证2111x lnx x x x x+-++-<+，即证2110lnx x x-++>，令21()H x lnx x x x =-++，则有22111()2(1)2H x x x x x x x'=--=--，(0,1)x ∈，10x ∴-<，20x -<，()0H x '∴<在(0,1)上恒成立，即得函数()H x 在(0,1)上单调递减， ()H x H ∴>（1）10=>，由此得证当(0,1)x ∈时，原不等式成立．7．已知函数()(1)f x x lnx =-，()f x '的反函数为()h x （其中()f x '为()f x 的导函数，20.69)ln ≈．（1）判断函数2()()32g x f x x x '=+-+在(0,)+∞上零点的个数；（2）当(0,1)x ∈31x x >--．解：（1）由题意得22()()3232g x f x x x lnx x x ='+-+=+-+，则(21)(1)()x x g x x--'=，由()0g x '=得12x =或1x =，由()0g x '>，得102x <<或1x >，由()0g x '<，得112x <<，当x 在(0,)+∞上变化时，()g x '，()g x 变化情况如下表：根据上表知13()2024g x g ln ⎛⎫==-> ⎪⎝⎭极大值，()g x g =极小值（1）0=，121()220416g ln =-<，根据零点的存在性定理，函数()g x 在1(0,)2上存在唯一零点，又因为g （1）0=，所以根据()g x 的单调性可知，函数2()()32g x f x x x ='+-+在(0,)+∞上零点的个数为2．（2）证明：因为()f x lnx '=，其反函数为()x h x e =，所以不等式为33(1)1(1)(1)x xx lnx x x x lnx x x e e->--⇔->--，当(0,1)x ∈时，()0f x '<，所以()f x 在(0,1)上单调递减，所以()f x f >（1）1=-，设函数3()(1)x G x x x e =--，则32()(32)x G x x x x e '=+--，设函数32()32p x x x x =+--，则2()361p x x x '=+-，所以()p x '在(0,1)上单调递增，因为(0)p p '⋅'（1）80=-<，所以存在0(0,1)x ∈，使得0()0p x '=，所以函数()p x 在0(0,)x 上单调递减，在0(x ，1)上单调递增，当0(0,)x x ∈时，0()(0)2p x p <=-，当0(x x ∈，1)时，0()0p x <，p （1）0>，所以存在1(0,1)x ∈，使得1()0G x '=，所以当1(0,)x x ∈时，()0G x '<，当1(x x ∈，1)时，()0G x '>，所以函数()G x 在1(0,)x 上单调递减，在1(x ，1)上单调递增，因为(0)1G =-，G （1）e =-，所以当(0,1)x ∈时，()(0)1G x G <=-，所以3(1)(1)x x lnx x x e ->--，所以3()1()f x x xg x >--．。

高考数学导数专项练习之构造函数解不等式

专题9：构造函数解不等式1．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)(1--⋃，0) B ．(0，1)(1⋃，)+∞C ．(-∞，1)(0-⋃，1)D ．(1-，0)(1⋃，)+∞【解析】由题意设()()f x g x x =，则2()()()xf x f x g x x '-'= 当0x >时，有()()0xf x f x '->，∴当0x >时，()0g x '>，∴函数()()f x g x x=在(0,)+∞上为增函数，函数()f x 是奇函数，()()g x g x ∴-=，∴函数()g x 为定义域上的偶函数，()g x 在(,0)-∞上递减，由(1)0f -=得，(1)0g -=，不等式()0()0f x x g x >⇔>，∴0()(1)x g x g >⎧⎨>⎩或0()(1)x g x g <⎧⎨<-⎩，即有1x >或10x -<<，∴使得()0f x >成立的x 的取值范围是：(1-，0)(1⋃，)+∞，故选：D ．2．函数()f x 的定义域是R ，(0)2f =，对任意x R ∈，()()1f x f x '+<，则不等式()1x x e f x e >+的解集为( )A ．{|0}x x >B ．{|0}x x <C ．{|1x x <-，或1}x >D ．{|1x x <-，或01}x <<【解析】令()()1x x g x e f x e =--，则()()()[()()1]x x x x g x e f x e f x e e f x f x '=+'-=+'-，()()1f x f x +'<， ()()10f x f x ∴+'-<，()0g x ∴'<，即()g x 在R 上单调递减，又(0)2f =，00(0)(0)12110g e f e ∴=--=--=，故当0x <时，()(0)g x g >，即()10x x e f x e -->，整理得()1x x e f x e >+，()1x x e f x e ∴>+的解集为(,0)-∞．故选：B ．3．已知定义在R 上的函数()f x 满足f （2）1=，且()f x 的导函数()1f x x '>-，则不等式21()12f x x x <-+的解集为( )A ．{|22}x x -<C ．{|2}x x <D ．{|2x x <-或2}x >【解析】令21()()2g x f x x x =-+，对()g x 求导，得()()1g x f x x '='-+，()1f x x '>-，()0g x ∴'>，即()g x 在R 上为增函数．不等式21()12f x x x <-+可化为21()12f x x x -+<，即()g x g <（2），由()g x 单调递增得2x <，所以不等式的解集为{|2}x x <．故选：C ．4．已知定义在R 上的可导函数()f x 的导函数为()f x '，满足()()f x f x '<，且(2)f x +为偶函数，f （4）1=，则不等式()x f x e <的解集为( ) A ．(,0)-∞B ．(0,)+∞C ．4(,)e -∞D ．4(e ，)+∞【解析】设()()()()()()()2x xx e f x f x f x h x h x e e '-='=则，()()f x f x '<，()0h x ∴'<．所以函数()h x 是R 上的减函数，函数(2)f x +是偶函数，∴函数(2)(2)f x f x -+=+， ∴函数关于2x =对称，(0)f f∴=（4）1=，原不等式等价为()1h x <，∴不等式()x f x e <等价()1()(0)h x h x h <⇔<，()(0)1x f x f e e <=．()h x 在R 上单调递减， 0x ∴>．故选：B ．5．已知定义在R 上的可导函数()f x 的导函数()f x '，满足()()f x f x '<，且(2)(2)f x f x +=-，f（4）1=，则不等式()x f x e <的解集为( )A ．(0,)+∞B ．(1,)+∞C ．(4,)+∞D ．(2,)-+∞【解析】可设函数()()x f x g x e=， ()()()xf x f xg x e'-'=，由()()f x f x '<，可得()0g x '<，即有()g x 在R 上递减，(2)(2)f x f x +=-，f（4）1=，可得(0)f f =（4）1=，0(0)(0)1f g e ==，由()x f x e <即为()1xf x e <，可得()(0)g x g <，由()g x 在R 上递减，可得0x >．则所求不等式的解集为(0,)+∞．故选：A ．6．若定义在R 上的函数()f x 满足()()1f x f x +'>，(0)4f =，则不等式3()1(xf x e e >+为自然对数的底数）的解集为( )A ．(0,)+∞B ．(-∞，0)(3⋃，)+∞C ．(-∞，0)(0⋃，)+∞D ．(3,)+∞【解析】不等式3()1xf x e >+可化为 ()30x x e f x e -->；令()()3x x F x e f x e =--，则()()()x x x F x e f x e f x e '=+'-(()()1)x e f x f x =+'-；()()1f x f x +'>， (()()1)0x e f x f x ∴+'->；故()()3x x F x e f x e =--在R 上是增函数，又(0)14130F =⨯--=；故当0x >时，()(0)0F x F >=；故()30x x e f x e -->的解集为(0,)+∞；即不等式3()1(xf x e e >+为自然对数的底数）的解集为(0,)+∞；故选：A ．7．已知函数()f x 对定义域R 内的任意x 都有()(4)f x f x =-，且当2x ≠时其导函数()f x '满足()2()xf x f x '>'若24a <<则( ) A ．(2)a f f <（3）2(log )f a <B ．2(log )(3)(2)a f a f f f<<<（3）(2)a f <C ．f （3）2()(2)a f log a f <<D ．2(log )(2)a a f f f<<（3）【解析】函数()f x 对定义域R 内的任意x 都有()(4)f x f x =-，()f x ∴关于直线2x =对称；又当2x ≠时其导函数()f x '满足()2()()(2)0xf x f x f x x '>'⇔'->，∴当2x >时，()0f x '>，()f x 在(2,)+∞上的单调递增；同理可得，当2x <时，()f x 在(,2)-∞单调递减；24a <<，21log 2a ∴<<，224log 3a ∴<-<，又4216a <<，22(log )(4log )f a f a =-，()f x 在(2,)+∞上的单调递增；2(log )f a f∴<（3）(2)a f <．故选：B ．8．已知函数()y f x =对于任意的(,)22x ππ∈-满足()cos ()sin 0f x x f x x '+>（其中()f x '是函数()f x 的导函数），则下列不等式不成立的是( ) A()()34f ππ，()0g x ∴'>，即函数()g x 在(2x π∈-，)2π单调递增，则②()()34g g ππ-<-，即()()34cos()cos()34f f ππππ--<--，∴()()312f f ππ--<())()34f ππ-<-，故B 正确； ②(0)()4g g π<，即()(0)4cos0cos 4f f ππ<，(0)()4f π∴<，故②正确；②(0)()3g g π<，即()(0)3cos0cos 3f f ππ<， (0)2()3f f π∴<，故②正确；由排除法，故选：A ．9．已知函数()y f x =对于任意的(2x π∈-，)2π满足()cos ()sin 0f x x f x x '+>（其中()f x '是函数()f x 的导函数），则下列不等式成立的是( ) A ．2()(0)3f f π->B．(0)()4f π>C ．(1)f f ->（1）D ．f （1）(0)cos1f >【解析】函数()y f x =对于任意的(2x π∈-，)2π满足()cos ()sin 0f x x f x x '+>∴令()()cos f x h x x=，则2()cos ()sin ()0(cos )f x x f x x h x x '+'=>，()h x ∴在(2π∈-，)2π上单调递增，h （1）(0)h >，即(1)(0)cos1cos0f f >，cos10∴> f∴（1）(0)cos1f >，故D 正确同理可检验A ，B ，C 三个选项是错误的故选：D ． 10．函数()f x 的导函数为()f x '，对x R ∀∈，都有2()()f x f x '>成立，若(4)2f ln =，则不等式2()x f x e >的解是( )A ．1x >B ．01x <<C ．4x ln >D ．04x ln <<【解析】x R ∀∈，都有2()()f x f x '>成立，1()()02f x f x ∴'->，于是有2()()0x f x e '>，令2()()x f x g x e=，则有()g x 在R 上单调递增，不等式2()x f x e >，()1g x ∴>， (4)2f ln =， (4)1g ln ∴=，4x ln ∴>，故选：C ．11．函数()f x 的导函数()f x '，对x R ∀∈，都有()()f x f x '>成立，若f （2）2e =，则不等式()x f x e >的解是() A ．(2,)+∞ B ．(0,1)C ．(1,)+∞D ．(0,2)ln【解析】x R ∀∈，都有()()f x f x '>成立，()()0f x f x ∴'->，于是有(())0x f x e'>，令()()x f x g x e=，则有()g x 在R 上单调递增，不等式()x f x e >，()1g x ∴>， f（2）2e =，g ∴（2）2(2)1f e ==， 2x ∴>，故选：A ． 12．设()f x 是定义在R 上的奇函数，且f（2）0=，当0x >时，有2()()0xf x f x x '-<恒成立，则不等式()0xf x >的解集是( )A ．(2-，0)(2⋃，)+∞B ．(2-，0)(0⋃，2)C ．(-∞，2)(0-⋃，2)D ．(-∞，2)(2-⋃，)+∞【解析】()f x 是R 上的奇函数，则()f x x为偶函数；2()()()()f x xf x f x x x '-'=； 0x >时，2()()0xf x f x x '-<恒成立； 0x ∴>时，()()0f x x'<恒成立； ∴()f x x在(0,)+∞上单调递减，在(,0)-∞上单调递增；由()0xf x >得：()0f x x>； f（2）0=，(2)0f ∴-=；∴②0x >时，()(2)2f x f x >；02x ∴<<；②0x <时，()(2)2f x f x ->-； 20x ∴-<<；综上得，不等式()0xf x >的解集为(2-，0)(0⋃，2)．故选：B ．13．已知一函数满足0x >时，有2()()2g x g x x x'=>，则下列结论一定成立的是( ) A ．(2)2g g -（1）3B ．(2)2g g -（1）2 C ．(2)2g g-（1）4<D ．(2)2g g -（1）4【解析】0x >时，有2()()2g x g x x x'=>， 32()3g x x c ∴=+， 33223x x c ∴>+， 343c x ∴<， 0x >，0c ∴ g ∴（2）163c =+，g （1）23c =+， ∴16(2)832232cg c+==+， ∴(2)2g g -（1）62232c ==- 故选：B ．14．定义在区间(0,)+∞上的函数()f x 使不等式2()()3()f x xf x f x <'<恒成立，其中()f x '为()f x 的导数，则( ) A ．(2)816(1)f f << B ．(2)48(1)f f <<C ．(2)34(1)f f << D ．(2)23(1)f f << 【解析】令3()()f x g x x=，则3264()3()()3()()f x x x f x xf x f x g x x x '-'-'==，()3()xf x f x '<，即()3()0xf x f x '-<， ()0g x ∴'<在(0,)+∞恒成立，即有()g x 在(0,)+∞递减，可得 g （2）g <（1），即(2)(1)81f f <，由2()3()f x f x <，可得()0f x >，则(2)8(1)f f <；令2()()f x h x x =，243()2()()2()()f x x xf x xf x f x h x x x '-'-'==， ()2()xf x f x '>，即()2()0xf x f x '->， ()0h x ∴'>在(0,)+∞恒成立，即有()h x 在(0,)+∞递增，可得 h （2）h >（1），即(2)4f f >（1），则(2)4(1)f f >．即有(2)48(1)f f <<．故选：B ．15．已知函数()f x 的定义域为(-∞，0)(0⋃，)+∞，图象关于y 轴对称，且当0x <时，()()f x f x x '>恒成立，设1a >，则4(1)1af a a ++，，4(1)()1aa f a ++的大小关系为( )A ．4(1)4(1)()11af a a a f a a +>>+++ B ．4(1)4(1)()11af a a a f a a +<<+++ C ．4(1)4(1)()11af a aa f a a +>>+++D ．4(1)4(1)()11af a aa f a a +<<+++ 【解析】当0x <时，()()f x f x x'>恒成立， ()()xf x f x ∴'<，令()()f x g x x=， 2()()()xf x f x g x x'-∴'=， ()0g x ∴'<，()g x ∴在(,0)-∞上单调递减， ()()f x f x -=， ()()g x g x ∴-=-，()g x ∴为奇函数，在(0,)+∞上单调递减．比较4(1)1af a a ++，，4(1)()1aa f a ++的大小， ∴4(1)4(1)1af a ag a a +=++，4ag =，44(1)()4()11a a a f ag a a +=++， 1a >，211)0a ∴+-=>，1a ∴+>411aa a +>+，且41a a <+411aa a ∴+>+， 4(1)()1ag a g g a ∴+<<+， 44(1)44()1aag a ag ag a ∴+<<+，即4(1)4(1)()11af a aa f a a +<<+++．故选：B ．16．已知函数()f x 的导函数为()f x '，若(0,)x ∀∈+∞，都有()2()xf x f x '<成立，则( ) A ．23f f >B ．2f （1）3f <C ．43f f<（2） D ．4f （1）f>（2）【解析】令2()()f x g x x =，则3()2()()xf x f x g x x'-'=，()2()xf x f x '<， (0,)x ∴∀∈+∞， ()0g x ∴'<恒成立()g x ∴是在(0,)+∞单调递减，g ∴（1）g >（2），即4f （1）f >（2）故选：D ．17．已知函数()f x 的导函数为()f x '，若()()2()f x xf x f x x '<<-对(0,)x ∈+∞恒成立，则下列不等式中，一定成立的是( ) A ．(2)132f f +<（1）(2)2f <B ．(2)142f f +<（1）(2)2f <C ．3(2)8f f <（1）(2)132f <+ D ．(2)142f f +<（1）3(2)8f <【解析】设2()()f x x g x x -=，()()f x h x x=，(0,)x ∈+∞，则243[()1]2[()]()2()()f x x x f x x xf x f x xg x x x '---'-+'==， 2()()()xf x f x h x x '-'=，因为()()2()f x xf x f x x '<<-对(0,)x ∈+∞恒成立，所以()0g x '<，()0h x '>，所以()g x 在(0,)+∞上单调递减，()h x 在(0,)+∞上单调递增，则g （1）g >（2），h （1）h <（2），即22(1)1(2)212f f -->，(1)(2)12f f <，即(2)142f f+<（1）(2)2f <，故选：B ．18．若146()7a -=，157()6b =，27log 8c =，定义在R 上的奇函数()f x 满足：对任意的1x ，2[0x ∈，)+∞且12x x ≠都有1212()()0f x f x x x -<-，则f （a ），f （b ），f（c ）的大小顺序为( )A ．f （b ）f <（a ）f <（c ）B ．f （c ）f >（b ）f >（a ）C ．f （c ）f >（a ）f >（b ）D ．f （b ）f >（c ）f >（a ）【解析】根据题意，函数()f x 满足：对任意的1x ，2[0x ∈，)+∞且12x x ≠都有1212()()0f x f x x x -<-，则()f x 在[0，)+∞上为减函数，又由()f x 为定义在R 上的奇函数，则函数()f x 在(-∞，0]上为减函数，则函数()f x 在R 上为减函数，27log 08c =<，14467()()76a -==，而157()6b =，则0a b >>，故f （c ）f >（b ）f >（a ）．故选：B ．19．设定义在R 上的奇函数()f x 满足，对任意1x ，2(0,)x ∈+∞，且12x x ≠，都有2121()()1f x f x x x -<-，且f（3）3=，则不等式()1f x x>的解集为( )A ．(3-，0)(0⋃，3)B ．(-∞，3)(0-⋃，3)C ．(-∞，3)(3-⋃，)+∞D ．(3-，0)(3⋃，)+∞【解析】设21x x >，且1x ，2(0,)x ∈+∞，由题意2121()()1f x f x x x -<-，可得函数()()F x f x x =-在(0,)+∞单调性递减，f（3）3=，可得F （3）0=，那么不等式()1f x x>，即求()0F x x >的解集， ()f x 是R 上的奇函数，()()(())()F x f x x f x x F x ∴-=-+=--=-， (3)0F ∴-=，当30x -<<时，()0F x <，可得()0F x x>成立；当03x <<时，()0F x >，可得()0F x x>成立；综上可得不等式()1f x x>的解集为(3-，0)(0⋃，3)．故选：A ．20．设函数()f x 是定义在(,0)-∞上的可导函数，其导函数为()f x '，且有3()()0f x xf x +'>，则不等式3(2015)(2015)27(3)0x f x f +++->的解集是 (2018,2015)--．【解析】根据题意，令3()()g x x f x =，其导函数为232()3()()[3()()]g x x f x x f x x f x xf x '=+'=+'，(,0)x ∈-∞时，3()()0f x xf x +'>， ()0g x ∴>，()g x ∴在(,0)-∞上单调递增；又不等式3(2015)(2015)27(3)0x f x f +++->可化为33(2015)(2015)(3)(3)x f x f ++>--，即(2015)(3)g x g +>-，020153x ∴>+>-；解得20152018x ->>-，∴该不等式的解集是为(2018,2015)--．故答案为：(2018,2015)--．21．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 [2，)+∞ ．【解析】令21()()2g x f x x =-，2211()()()()022g x g x f x x f x x -+=--+-=，∴函数()g x 为奇函数．(0,)x ∈+∞时，()()0g x f x x '='-<，故函数()g x 在(0,)+∞上是减函数，故函数()g x 在(,0)-∞上也是减函数，由(0)0f =，可得()g x 在R 上是减函数，2211(4)()(4)(4)()(4)()848422f m f m g m m g m m g m g m m m ∴--=-+---=--+--，(4)()g m g m ∴-，4m m ∴-，解得：2m ，故答案为：[2，)+∞22．已知定义在R 上函数()f x 满足f （2）1=，且()f x 的导函数()2f x '<-，则不等式()52f lnx lnx >-的解集为 2(0,)e ．【解析】设t lnx =，则不等式()52f lnx lnx >-等价为()52f t t >-，设()()25g x f x x =+-，则()()2g x f x '='+，()f x 的导函数()2f x '<-，()()20g x f x ∴'='+<，此时函数单调递减， f（2）1=，g ∴（2）f=（2）45550+-=-=，则当02x <<时，()g x g >（2）0=，即()0g x >，则此时()()250g x f x x =+->，即不等式()25f x x >-+的解为2x <，即()52f t t >-的解为2t <，由2lnx <，解得20x e <<，即不等式()52f lnx lnx >-的解集为2(0,)e ，故答案为：2(0,)e ． 23．若定义在R 上的函数()f x 满足()()1f x f x '+<，(0)4f =，则不等式[()1]3(x e f x e ->为自然对数的底数）的解集为 (,0)-∞ ．【解析】设()()x x g x e f x e =-，()x R ∈，则()()()[()()1]x x x x g x e f x e f x e e f x f x '=+'-=+'-，()()1f x f x +'<， ()()10f x f x ∴+'-<，()0g x ∴'<，()y g x ∴=在定义域上单调递减， ()3x x e f x e >+，()3g x ∴>，又00(0)(0)413g e f e ==-=-=，()(0)g x g ∴<，0x ∴<故答案为：(,0)-∞．24．定义在R 上的函数()f x 满足：()1()f x f x >-'，(0)0f =，()f x '是()f x 的导函数，则不等式()1x x e f x e >-（其中e 为自然对数的底数）的解集为(0,)+∞．【解析】设()()x x g x e f x e =-，()x R ∈；则()()()[()()1]x x x x g x e f x e f x e e f x f x '=+'-=+'-；()1()f x f x '>-； ()()10f x f x ∴+'->； ()0g x ∴'>；()y g x ∴=在定义域上单调递增； ()1x x e f x e >-；()1g x ∴>-；又00(0)(0)1g e f e =-=-；()(0)g x g ∴>；0x ∴>；∴不等式的解集为(0,)+∞．故答案为：(0,)+∞．25．函数()f x ，()(()0)g x g x ≠分别是定义在R 上的奇函数和偶函数，当0x <时，()()()()f x g x f x g x '<'，(3)0f -=，则不等式()0()f xg x <的解集为 (3-，0)(3⋃，)+∞．【解析】②令()()()f x F xg x =．当0x <时，()()()()f x g x f x g x '<'，∴2()()()()()0()f xg x f x g x F x g x '''-=<，∴函数()F x 在0x <时单调递减；(3)0f -=，(3)0F ∴-=． ()0F x ∴<的解集为(3,0)-．②()f x ，()(()0)g x g x ≠分别是定义在R 上的奇函数和偶函数，()()()()()()f x f x F x F xg x g x -∴-==-=--， ()F x ∴是R 上的奇函数，∴当0x >时，()0F x <的解集为(3,)+∞．综上可得：不等式()0()f xg x <的解集为(3-，0)(3⋃，)+∞．故答案为：(3-，0)(3⋃，)+∞． 26．设()f x 是定义在R上的奇函数，且(1)0f -=，若不等式112212()()0x f x x f x x x -<-对区间(,0)-∞内任意两个不相等的实数1x ，2x 都成立，则不等式(2)0xf x <解集是 1(2-，0)(0⋃，1)2．【解析】112212()()0x f x x f x x x -<-对区间(,0)-∞内任意两个不相等的实数1x ，2x 都成立，∴函数()()g x xf x =在(,0)-∞上单调递减，又()f x 为奇函数，()()g x xf x ∴=为偶函数，()g x 在(0,)+∞上单调递增，且(1)g g -=（1）0=，作出()g x 的草图如图所示：(2)0xf x <即2(2)0xf x <，(2)0g x <，由图象得，120x -<<或021x <<，解得102x -<<或102x <<，∴不等式(2)0xf x <解集是1(2-，0)(0⋃，1)2，故答案为：1(2-，0)(0⋃，1)2．。

专题06 构造函数法解决导数不等式问题(一)(原卷版)

专题06 构造函数法解决导数不等式问题(一)以抽象函数为背景、题设条件或所求结论中具有“f (x )±g (x )，f (x )g (x )，f (x )g (x )”等特征式、旨在考查导数运算法则的逆向、变形应用能力的客观题，是近几年高考试卷中的一位“常客”，常以压轴题小题的形式出现，解答这类问题的有效策略是将前述式子的外形结构特征与导数运算法则结合起来，合理构造出相关的可导函数，然后利用该函数的性质解决问题．导数是函数单调性的延伸，如果把题目中直接给出的增减性换成一个f ′(x )，则单调性就变的相当隐晦了，另外在导数中的抽象函数不等式问题中，我们要研究的往往不是f (x )本身的单调性，而是包含f (x )的一个新函数的单调性，因此构造函数变的相当重要，另外题目中若给出的是f ′(x )的形式，则我们要构造的则是一个包含f (x )的新函数，因为只有这个新函数求导之后才会出现f ′(x )，因此解决导数抽象函数不等式的重中之重是构造函数．构造函数是数学的一种重要思想方法，它体现了数学的发现、类比、化归、猜想、实验和归纳等思想．分析近些年的高考，发现构造函数的思想越来越重要，而且很多都用在压轴题(无论是主观题还是客观题)的解答上．构造函数的主要步骤：(1)分析：分析已知条件，联想函数模型；(2)构造：构造辅助函数，转化问题本质；(3)回归：解析所构函数，回归所求问题．考点一构造F (x )＝x n f (x )(n ∈Z ，且n ≠0)类型的辅助函数【方法总结】(1)若F (x )＝x n f (x )，则F ′(x )＝nx n －1f (x )＋x n f ′(x )＝x n －1[nf (x )＋xf ′(x )]；(2)若F (x )＝f (x )x n ，则F ′(x )＝f ′(x )x n －nx n －1f (x )x 2n ＝xf ′(x )－nf (x )x n ＋1．由此得到结论：(1)出现nf (x )＋xf ′(x )形式，构造函数F (x )＝x n f (x )；(2)出现xf ′(x )－nf (x )形式，构造函数F (x )＝f (x )xn ．【例题选讲】[例1](1)已知f (x )的定义域为(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 (x 2－1)的解集是( )A ．(0，1)B ．(1，＋∞)C ．(1，2)D ．(2，＋∞)(2)已知函数f (x )是定义在区间(0，＋∞)上的可导函数，其导函数为f ′(x )，且满足xf ′(x )＋2f (x )＞0，则不等式(x ＋2 021)f (x ＋2 021)5＜5f (5)x ＋2 021的解集为( ) A ．{x |x ＞－2 016} B ．{x |x ＜－2 016} C ．{x |－2 016＜x ＜0} D ．{x |－2 021＜x ＜－2 016}(3)(2015·全国Ⅱ)设函数f ′(x )是奇函数f (x )(x ∈R )的导函数，f (－1)＝0，当x >0时，xf ′(x )－f (x )<0，则使得f (x )>0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，＋∞)(4)设f (x )是定义在R 上的偶函数，当x ＜0时，f (x )＋xf ′(x )＜0，且f (－4)＝0，则不等式xf (x )＞0的解集为________．(5)已知f (x )是定义在区间(0，＋∞)内的函数，其导函数为f ′(x )，且不等式xf ′(x )＜2f (x )恒成立，则( )A ．4f (1)＜f (2)B ．4f (1)＞f (2)C ．f (1)＜4f (2)D ．f (1)＞4f ′(2)(6)已知定义域为R 的奇函数y ＝f (x )的导函数为y ＝f ′(x )，当x ＞0时，xf ′(x )－f (x )＜0，若a ＝f (e )e ，b ＝f (ln 2)ln 2，c ＝f (－3)－3，则a ，b ，c 的大小关系正确的是( ) A ．a ＜b ＜c B ．b ＜c ＜a C ．a ＜c ＜b D ．c ＜a ＜b【对点训练】1．设函数f (x )是定义在(－∞，0)上的可导函数，其导函数为f ′(x )，且2f (x )＋xf ′(x )>x 2，则不等式(x ＋2 021)2f (x＋2 021)－4f (－2)>0的解集为( )A ．(－∞，－2 021)B ．(－∞，－2 023)C ．(－2 023，0)D ．(－2 021，0)2．设f ′(x )是奇函数f (x )(x ∈R )的导函数，f (－2)＝0，当x ＞0时，xf ′(x )－f (x )＞0，则使得f (x )＞0成立的x的取值范围是________．3．已知偶函数f (x )(x ≠0)的导函数为f ′(x )，且满足f (－1)＝0，当x ＞0时，2f (x )＞xf ′(x )，则使得f (x )＞0成立的x 的取值范围是________．4．设f (x )是定义在R 上的偶函数，且f (1)＝0，当x ＜0时，有xf ′(x )－f (x )＞0恒成立，则不等式f (x )＞0的解集为________．5．设f (x )是定义在R 上的奇函数，f (2)＝0，当x >0时，有xf ′(x )－f (x )x 2<0恒成立，则不等式x 2f (x )>0的解集是________________．6．设f (x )是定义在R 上的奇函数，且f (2)＝0，当x >0时，xf ′(x )－f (x )x 2<0恒成立，则不等式f (x )x>0的解集为( )A ．(－2，0)∪(2，＋∞)B ．(－2，0)∪(0，2)C ．(－∞，－2)∪(0，2)D ．(－∞，－2)∪(2，＋∞)7．f (x )是定义在(0，＋∞)上的非负可导函数，且满足xf ′(x )－f (x )＜0，对任意正数a ，b ，若a 2f (3)B ．3f (2)＝2f (3)C ．3f (2)<2f (3)D ．3f (2)与2f (3)大小不确定9．定义在区间(0，＋∞)上的函数y ＝f (x )使不等式2f (x )<xf ′(x )<3f (x )恒成立，其中y ＝f ′(x )为y ＝f (x )的导函数，则( )A ．8<f (2)f (1)<16B ．4<f (2)f (1)<8C ．3<f (2)f (1)<4D ．2<f (2)f (1)<3 考点二构造F (x )＝e nx f (x )(n ∈Z ，且n ≠0)类型的辅助函数【方法总结】(1)若F (x )＝e nx f (x )，则F ′(x )＝n ·e nx f (x )＋e nx f ′(x )＝e nx [f ′(x )＋nf (x )]；(2)若F (x )＝f (x )e nx ，则F ′(x )＝f ′(x )e nx －n e nx f (x )e 2nx ＝f ′(x )－nf (x )e nx．由此得到结论：(1)出现f ′(x )＋nf (x )形式，构造函数F (x )＝e nx f (x )；(2)出现f ′(x )－nf (x )形式，构造函数F (x )＝f (x )enx ．【例题选讲】[例1](1)若定义在R 上的函数f (x )满足f ′(x )＋2f (x )>0，且f (0)＝1，则不等式f (x )>1e 2x的解集为． (2)定义域为R 的可导函数y ＝f (x )的导函数为f ′(x )，满足f (x )>f ′(x )，且f (0)＝1，则不等式f (x )ex <1的解集为________．(3)若定义在R 上的函数f (x )满足f ′(x )－2f (x )＞0，f (0)＝1，则不等式f (x )＞e 2x 的解集为________．(4)设定义域为R 的函数f (x )满足f ′(x )>f (x )，则不等式e x －1f (x )<f (2x －1)的解集为________．(5)定义在R 上的函数f (x )满足：f (x )>1－f ′(x )，f (0)＝0，f ′(x )是f (x )的导函数，则不等式e x f (x )>e x －1(其中e 为自然对数的底数)的解集为( )A ．(0，＋∞)B ．(－∞，－1)∪(0，＋∞)C ．(－∞，0)∪(1，＋∞)D ．(－1，＋∞)(6)定义在R 上的函数f (x )的导函数为f ′(x )，若对任意x ，有f (x )>f ′(x )，且f (x )＋2 021为奇函数，则不等式f (x )＋2 021e x <0的解集是( )A ．(－∞，0)B ．(0，＋∞)C ．⎝⎛⎭⎫－∞，1eD ．⎝⎛⎭⎫1e ，＋∞ (7)已知定义在R 上的偶函数f (x )(函数f (x )的导函数为f ′(x ))满足f ⎝⎛⎭⎫x －12＋f (x ＋1)＝0，e 3f (2 021)＝1，若f (x )>f ′(－x )，则关于x 的不等式f (x ＋2)>1ex 的解集为( ) A ．(－∞，3) B ．(3，＋∞) C ．(－∞，0) D ．(0，＋∞)(8)已知函数f (x )是定义在R 上的可导函数，f ′(x )为其导函数，若对于任意实数x ，有f (x )－f ′(x )＞0，则( )A ．e f (2 021)＞f (2 022)B ．e f (2 021)＜f (2 022)C ．e f (2 021)＝f (2 022)D ．e f (2 021)与f (2 022)大小不能确定(9)已知f (x )是定义在(－∞，＋∞)上的函数，导函数f ′(x )满足f ′(x )<f (x )对于x ∈R 恒成立，则( )A ．f (2)>e 2f (0)，f (2 021)>e 2 021f (0)B ．f (2)<e 2f (0)，f (2 021)>e 2 021f (0)C ．f (2)>e 2f (0)，f (2 021)<e 2 021f (0)D ．f (2)<e 2f (0)，f (2 021)<e 2 021f (0)(10)已知函数f (x )在R 上可导，其导函数为f ′(x )，若f (x )满足：(x －1)[f ′(x )－f (x )]＞0，f (2－x )＝f (x )·e 2－2x ，则下列判断一定正确的是( )A ．f (1)＜f (0)B ．f (2)＞e 2f (0)C ．f (3)＞e 3f (0)D ．f (4)＜e 4f (0)【对点训练】1．已知定义在R 上的可导函数f (x )的导函数为f ′(x )，满足f ′(x )<f (x )，且f (0)＝12，则不等式f (x )－12e x <0的解集为( )A ．⎝⎛⎭⎫－∞，12B ．(0，＋∞)C ．⎝⎛⎭⎫12，＋∞ D ．(－∞，0) 2．已知函数f ′(x )是函数f (x )的导函数，f (1)＝1e，对任意实数x ，都有f (x )－f ′(x )>0，则不等式f (x )<e x －2的解集为( )A ．(－∞，e)B ．(1，＋∞)C ．(1，e)D ．(e ，＋∞)3．已知f ′(x )是定义在R 上的连续函数f (x )的导函数，若f ′(x )－2f (x )＜0，且f (－1)＝0，则f (x )＞0的解集为( )A ．(－∞，－1)B ．(－1，1)C ．(－∞，0)D ．(－1，＋∞)4．已知定义在R 上的可导函数f (x )的导函数为f ′(x )，满足f ′(x )>f (x )，且f (x ＋3)为偶函数，f (6)＝1，则不等式f (x )>e x 的解集为( )A ．(－2，＋∞)B ．(0，＋∞)C ．(1，＋∞)D ．(4，＋∞)5．已知函数f (x )的定义域是R ，f (0)＝2，对任意的x ∈R ，f (x )＋f ′(x )>1，则不等式e x ·f (x )>e x ＋1的解集是( )A ．{x |x >0}B ．{x |x <0}C ．|x |x <－1，或x >1|D ．{x |x <－1，或0<x <1}6．已知函数f (x )的定义域为R ，且f (x )＋1<f ′(x )，f (0)＝2，则不等式f (x )＋1>3e x 的解集为( )A ．(1，＋∞)B ．(－∞，1)C ．(0，＋∞)D ．(－∞，0)7．定义在R 上的可导函数f (x )满足f (x )＋f ′(x )<0，则下列各式一定成立的是( )A ．e 2f (2021)<f (2019)B ．e 2f (2021)>f (2019)C ．f (2021)<f (2019)D ．f (2021)>f (2019)8．定义在R 上的函数f (x )满足f ′(x )>f (x )恒成立，若x 1<x 2，则1e x f (x 2)与2e xf (x 1)的大小关系为( )A ．1e x f (x 2)>2e x f (x 1)B ．1e x f (x 2)<2e x f (x 1)C ．1e x f (x 2)＝2e x f (x 1)D ．1e x f (x 2)与2e x f (x 1)的大小关系不确定9．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 ．3f (ln2)＜2f (ln3)B ．3f (ln2)＝2f (ln3)C ．3f (ln2)＞2f (ln3)D ．3f (ln2)与2f (ln3)的大小不确定10．已知函数f (x )是定义在R 上的可导函数，且对于∀x ∈R ，均有f (x )>f ′(x )，则有( )A ．e 2022f (－2022)<f (0)，f (2022)>e 2022f (0)B ．e 2022f (－2022)<f (0)，f (2022)<e 2022f (0)C ．e 2022f (－2022)>f (0)，f (2022)>e 2022f (0)D ．e 2022f (－2022)>f (0)，f (2022)<e 2022f (0)考点三构造F (x )＝f (x )sin x ，F (x )＝f (x )sin x ，F (x )＝f (x ) cos x ，F (x )＝f (x )cos x类型的辅助函数【方法总结】(1)若F (x )＝f (x )sin x ，则F ′(x )＝f ′(x )sin x ＋f (x )cos x ；(2)若F (x )＝f (x )sin x ，则F ′(x )＝f ′(x )sin x －f (x )cos x sin 2x； (3)若F (x )＝f (x )cos x ，则F ′(x )＝f ′(x )cos x －f (x )sin x ；(4)若F (x )＝f (x )cos x ，则F ′(x )＝f ′(x )cos x ＋f (x )sin x cos 2x．由此得到结论：(1)出现f ′(x )sin x ＋f (x )cos x 形式，构造函数F (x )＝f (x )sin x ；(2)出现f ′(x )sin x －f (x )cos x sin 2x 形式，构造函数F (x )＝f (x )sin x； (3)出现f ′(x )cos x －f (x )sin x 形式，构造函数F (x )＝f (x )cos x ；(4)出现f ′(x )cos x ＋f (x )sin x cos 2x 形式，构造函数F (x )＝f (x )cos x．【例题选讲】[例1](1)已知函数f (x )是定义在⎝⎛⎭⎫－π2，π2上的奇函数．当x ∈[0，π2)时，f (x )＋f ′(x )tan x >0，则不等式cos xf (x ＋π2)＋sin xf (－x )>0的解集为( ) A ．⎝⎛⎭⎫π4，π2 B ．⎝⎛⎭⎫－π4，π2 C ．⎝⎛⎭⎫－π4，0 D ．⎝⎛⎭⎫－π2，－π4 (2)对任意的x ∈⎝⎛⎭⎫0，π2，不等式f (x )tan x <f ′(x )恒成立，则下列不等式错误的是( ) A ．f ⎝⎛⎭⎫π3>2f ⎝⎛⎭⎫π4 B ．f ⎝⎛⎭⎫π3>2f (1)cos 1 C ．2f (1)cos1>2f ⎝⎛⎭⎫π4 D ．2f ⎝⎛⎭⎫π4<3f ⎝⎛⎭⎫π6 (3)定义在⎝⎛⎭⎫0，π2上的函数f (x )，函数f ′(x )是它的导函数，且恒有f (x )＜f ′(x )tan x 成立，则( ) A ．3f ⎝⎛⎭⎫π4＞2f ⎝⎛⎭⎫π3 B ．f (1)＜2f ⎝⎛⎭⎫π2sin 1 C ．2f ⎝⎛⎭⎫π6＞f ⎝⎛⎭⎫π4 D ．3f ⎝⎛⎭⎫π6＜f ⎝⎛⎭⎫π3 (4)已知函数y ＝f (x )对于任意的x ∈⎝⎛⎭⎫－π2，π2满足f ′(x )cos x ＋f (x )sin x >0(其中f ′(x )是函数f (x )的导函数)，则下列不等式不成立的是( )A ．2 f ⎝⎛⎭⎫π3<f ⎝⎛⎭⎫π4B ．2 f ⎝⎛⎭⎫－π3<f ⎝⎛⎭⎫－π4C ．f (0)<2 f ⎝⎛⎭⎫π4D ．f (0)<2f ⎝⎛⎭⎫π3 (5)已知定义在⎝⎛⎭⎫0，π2上的函数f (x )，f ′(x )是f (x )的导函数，且恒有cos xf ′(x )＋sin xf (x )<0成立，则( ) A ．f ⎝⎛⎭⎫π6＞2f ⎝⎛⎭⎫π4 B ．3f ⎝⎛⎭⎫π6＞f ⎝⎛⎭⎫π3 C ．f ⎝⎛⎭⎫π6＞3f ⎝⎛⎭⎫π3 D ．2f ⎝⎛⎭⎫π6＞3f ⎝⎛⎭⎫π4(6)已知函数y ＝f (x )对于任意的x ∈⎝⎛⎭⎫0，π2满足f ′(x )·cos x ＋f (x )sin x ＝1＋ln x ，其中f ′(x )是函数f (x )的导函数，则下列不等式成立的是( )A ．2f ⎝⎛⎭⎫π3＜f ⎝⎛⎭⎫π4B ．2f ⎝⎛⎭⎫π3＞f ⎝⎛⎭⎫π4C ．2f ⎝⎛⎭⎫π6＞3f ⎝⎛⎭⎫π4D ．2f ⎝⎛⎭⎫π3＞f ⎝⎛⎭⎫π6。

专题06 导数中的构造函数解不等式-2019年高考数学总复习之典型例题突破

专题06 导数中的构造函数解不等式导数中经常出现给出原函数与导函数的不等式，再去解一个不等式，初看起来难度很大，其中这只是一种中等题型，只需根据原函数与导函数的关系式或者题目选项所给的提示构造函数，使得可根据原函数与导函数的关系式判断所构造函数的单调性，再将不等式化为两个函数值的形式，根据单调性解不等式即可。

【题型示例】1、定义在上的函数满足:,,则不等式(其中为自然对数的底数)的解集为( )A. B. C. D.【答案】A2、设函数在上的导函数为，对有，在上，，若直线，则实数的取值范围是（）A..B.C.D.【答案】A【解析】令，则，所以函数为奇函数，当时，，所以函数在上是减函数，故函数在上也是减函数，由，可得在上是减函数，，解得，实数的取值范围是.3、已知定义在上的函数满足，且的导函数，则不等式的解集为（）A. B. C. D.或【答案】B【解析】令，则，因为，所以，即在上为增函数，不等式可化为，即，又单调递增得，所以不等式的解集为.4、定义在的函数的导函数为，对于任意的，恒有，，，则的大小关系是（?? ）A. B. C. D.无法确定【答案】B【解析】构造函数，因，故在上单调递增，则，即，所以，应选B.【专题练习】1、设是定义在上的函数，其导函数为，若，，则不等式（其中为自然对数的底数）的解集为（? ?）A. B. C. D.【答案】D【解析】构造函数,因,故是单调递减函数，所以等价于,解之可得,应选D．2、设函数是定义在上的可导函数，其导函数为，且有，则不等式的解集为（? ?）A. B. C. D.【答案】D3、定义在上的函数满足：恒成立，若，则与的大小关系为（? ）A. B.C. D.与的大小关系不确定【答案】A【解析】设，则，由题意，所以单调递增，当时，，即，所以.4、设函数是定义在上的可导函数，其导函数为，且有，则不等式的解集为（? ）A. B. C. D.【答案】C【解析】由，得：?，令，则当时，，即在是减函数，，，由题意：又在是减函数，∴，即，故选C.5、已知是定义在上的偶函数，其导函数为，若，且，,则的解集为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】∵函数是偶函数，∴，∴，即函数是周期为的周期函数，∵，∴，设，则函数的导数，故函数是上的减函数，则不等式等价为，即，解得，即不等式的解集为.6、已知定义域为的偶函数，其导函数为，对任意正实数满足，若，则不等式的解集是（? ?）A. B. C. D.【答案】D【解析】因为，所以，由题意知，当时，，所以，所以在上单调递增，又为偶函数，则也是偶函数，所以，由得，所以，则.故选D.7、设函数是定义在上的可导函数，其导函数为，且有，则不等式的解集为（? ? ）A. B. C. D.【答案】D【解析】因为函数是定义在上的函数，所以有，所以不等式可变形为.构造函数，则，所以函数在上单调递增，由，可得．8、已知的定义域为,为的导函数,且满足,则不等式的解集是（）A. B. C. D.【答案】D9、已知是定义在上的函数，是它的导函数，且恒有成立，则（）A. B. C. D.【答案】D【解析】因为即，所以，所以函数在上单调递增，从而即.10、若函数在上可导，且满足，则( ?)A. B. C. D.【答案】B【解析】由于，恒成立，因此在上时单调递减函数，∴，即，故答案为B。

导数选择题之构造函数法解不等式的一类题

导数选择题之构造函数法解不等式的一类题一、单选题，且，若对任意实数，有上的函数的导函数为1．定义在的解集为为奇函数，则不等式D．C．A．B．，则使时，的导函数，，当2．设函数是奇函数成立的的取值范围是（）得B．A．D．C．恒，都有3．定义在上的偶函数的导函数，若对任意的正实数）的取值范围为（成立的实数成立，则使．C．D．A． B ，，时恒有上的偶函数，当4．已知函数定义在数集) (，则不等式的解集为，且，，，，B．A．，，，，D．C．上的函数满足，则不等式，．定义在5的解集为（）DC ．．A．B．时，有都有6．设定义在上的函数，且满足任意、、的大小关系是（，则）B．．AD．C．，则，且满足的解集为7．已知偶函数或．B．A或．D ．C．是的导函数，则不等8．定义在R上的函数满足：（其中e为自然对数的底数）的解集为( )式A．B．C．D．，满足，则不，且上的函数的导函数为9．已知定义在的解集为（等式）DC．．．B．A的，则不等式满足上的函数10．定义在f(x)解集为．D．B．A．C是函数，其中的导函满足11．已知定义在上的函数数．若，则实数的取值范围为（）A．B．C．D．12．已知函数f(x)是定义在R上的可导函数，且对于?x∈R，均有f(x)>f′(x)，则有（）2017201720172017f(0) f(0)，(2017)<e f(－2017)<，f(2017)>e ff(0) B．A．ee f(－2017)<f(0)2017201720172017f(0) ，f(2017)<e f(－2017)>ff(0) D．e(0)C．e，f(－2017)>f(0)f(2017)>e满足,则不等，其导函数13．已知可导函数的定义域为的解集为式A．B．C．D．14．函数是定义在区间上的可导函数，其导函数为，且满足的解集为（，则不等式）．BA．D．．C成立，则( ，都有已知函数15．的导数是) ，若B．A．D．C．），则下列不等式正确的是（满足条件：当时，已知函数16．． B ．A．D ．C．则有成立.上的函数，是它的导函数，且恒有．定义在17）（B．A．D．．C满足且当18．已知函数是偶函数，，时其导函数），若，则（C．B．．AD．，则使得19．设函数是奇函数的导函数，当时，的取值范围是（）成立的．．A B ．C．D．参考答案1．B【解析】【分析】，则得的单调性，再根据为奇函数得，转化不等式构造函数为，最后根据单调性性质解不等式.【详解】，所以在上单独递减，，则构造函数因为为奇函数，所以.等价于，即，选B. 因此不等式【点睛】利用导数解抽象函数不等式，实质是利用导数研究对应函数单调性，而对应函数需要构造. 构构造构造造辅助函数常根据导数法则进行：如，构造构造等，，A2．可判断分析：【解析】构造函数时，首先判断函数的奇偶性，利用函数的单调性，结合函数图象列不等式组可得结果.详解：，设，的导数为则，时，因为成立，即恒大于零，所以当时，时，函数当为增函数，，又为定义域上的偶函数，函数为减函数，当时，函数又的图象性质类似如图，函数，数形结合可得，不等式或，可得或，使得成立的的取值范围是，故选A.点睛：本题主要考查了利用导数判断函数的单调性，并由函数的奇偶性和单调性解不等式，属于综合题. 联系已知条件和结论，构造辅助函数是高中数学中一种常用的方法，解题中若遇到有关不等式、方程及最值之类问题，设法建立起目标函数，并确定变量的限制条件，通过研究函数的单调性、最值等问题，常可使问题变得明了，准确构造出符合题意的函数是解题的关键；解这类不等式的关键点也是难点就是构造合适的函数，构造函数时往往从两方面着手：①根据导函数的“形状”变换不等式“形状”；②若是选择题，可根据选项的共性归纳构造恰当的函数.3．A【解析】【详解】，利用导数确定它的单调性，从而可得题中不等式的解．分析：构造新函数，，则详解：设由已知当时，，∴在上是减函数，又∵也是偶函数，是偶函数，∴，，即，即为不等式或，∴．∴，即故选A．点睛：本题考查用导数研究函数的单调性，然后解函数不等式．解题关键是构造新函数．新函数的结构可结合已知导数的不等式和待解的不等式的形式构造．如，，等等．，B4．，结合求导法则，以及题中的条件，可以断定函数在相应区间【解析】分析：设上的单调性，根据函数的单调性和函数的奇偶性求出不等式的解集即可.，，所以详解：设因为当时，有恒成立，所以当时，所以在上递增，，所以是奇函数，，所以因为，，所以上递增，因为所以在），所以，，所以等价于当时，，所以，所以，等价于当时，所以原不等式的解集为，故选B.点睛：该题考查的是有关函数的问题，结合题中所给的条件，结合商函数求导法则构造新函数，结合函数的单调性与导数的符号的关系，得到相应的结果，在求时的情况的时候，可以直接根据函数是偶函数求得结果.5．B对其求导分析可得在区间【解析】分析：根据题意，设，，结合函数的单调的值可得的值，进而将原不等式转化为上递减，利用性、定义域，分析可得答案.详解：根据题意，设，，则，定义在上，且有又由函数上递减，，则在区间则，则，若，则，. 即不等式的解集为故选：B.点睛：本题考查函数的导数与函数的单调性之间的关系，关键是构造函数，并分析其单调性.6．C【解析】，则有根据题意，函数满足任意都有，设的函数，则有是周期为，则，则时，，又由，则导数为上为减函数，则有在，则函数有，则有，即，又由，则有，故选C.，变形可得【方法点睛】利用导数研究函数的单调性、构造函数比较大小,属于难题.联系已知条件和结论，构造辅助函数是高中数学中一种常用的方法，解题中若遇到有关不等式、方程及最值之类问题，设法建立起目标函数，并确定变量的限制条件，通过研究函数的单调性、最值等问题，常可使问题变得明了，准确构造出符合题意的函数是解题的关键；解这类不等式的关键点也是难点就是构造合适的函数，构造函数时往往从两方面着手：①根据导函数的“形状”变换不等式“形状”；②若是选择题，可根据选项的共性归纳构造恰当的函数.7．C【解析】【分析】递增，结合奇在可得，由构造函数从而可得结果. 偶性转化原不等式为【详解】，得由，令，递增，时，时，又等价于不等式是偶函数，也是偶函数，，或可得C.或，故选的解集为所以【点睛】．本题主要考查抽象函数的单调性以及函数的求导法则，属于难题.求解这类问题一定要耐心读题、读懂题，通过对问题的条件和结论进行类比、联想、抽象、概括，准确构造出符合题意的函数是解题的关键；解这类不等式的关键点也是难点就是构造合适的函数，构造函数时往往从两方面着手：①根据导函数的“形状”变换不等式“形状”；②若是选择题，可根据选项的共性归纳构造恰当的函数. 8．B【解析】【分析】的单调性，结合原函数的性质和函数值，构造函数，研究，即可求解【详解】，设，则在定义域内单调递增，则，，，，则不等式的解集为故选【点睛】本题主要考查了函数单调性，结合已知条件构造函数，然后用导数判断函数的单调性是解题的关键。

利用导数构造函数解决不等式问题小专题训练(含详细解答)

利用导数构造函数解决不等式问题1．已知定义在R 上的函数()f x 的导函数为()'f x ，且对任意x ∈R 都有()2f x '>，(1)3f =，则不等式()210f x x -->的解集为（）A ．(,1)-∞B ．(1,)+∞C ．(0,)+∞D ．(,0)-∞2．函数()f x 的定义域为R ，()22018f -=，对任意的x ∈R ，都有()2f x x '<成立，则不等式()22014f x x <+的解集为（）A ．()2,-+∞B ．()2,2-C ．(),2-∞D ．R3．设()f x 是定义在()0,∞+上的非负可导函数，且满足()()0xf x f x +<'，对任意正数,a b ，若a b <，则必有( )A ．()()af b bf a 0，xf′(x)－f(x)<0，则对任意正数a ，b ，当a>b 时，下列不等式一定成立的是( )A ．af(b)<bf(a)B ．bf(a)<af(b)C ．af(a)<bf(b)D ．af(b)<af(a)5．已知()f x 为定义在R 上的可导函数，()f x '为其导函数，且(('))f x f x <恒成立，其中e 是自然对数的底，则（） A ．(2019) (2020)f e f 6．已知1201x x ，则（）A ．1221ln ln x x x x > B ．1221ln ln x x x x < C ．2112ln ln x x x x > D ．2112ln ln x x x x < 7．函数()f x 的导数为()'f x ，对任意的正数x 都有()()2'f x xf x >成立，则（） A ．()()9243f f > B ．()()9243f f <C ．()()9243f f =D ．()92f 与()43f 的大小不确定8．若ln22a =，ln33b =，ln66c =，则（） A ．a b c <x 时，有2()()0xf x f x x'-<恒成立，则不等式2()0x f x >的解集是（）A ．(2,0)-∪(2,)+∞B ．(,2)-∞-∪(0,2)C ．(,2)-∞-∪(2,)+∞D ．(2,0)-∪(0,2)参考答案1．B 【分析】先构造函数()()21g x f x x =--，求导得到()g x 在R 上单调递增，根据函数的单调性可求得不等式的解集. 【详解】构造函数()()21g x f x x =--， (1)3f =， (1)(1)210g f x ∴=--=.又任意x ∈R 都有()2f x '>.∴()()20g x f x '='->在R 上恒成立. ∴()g x 在R 上单调递增.∴当()(1)g x g >时，有1x >，即()210f x x -->的解集为{}|1x x >. 【点睛】本题主要考查利用函数的单调性解不等式，根据题目条件构造一个新函数是解决本题的关键. 2．A 【解析】分析：根据题意，构造函数()()22014g x f x x =--，对其求导可得函数()g x 在R 上单调递减，由()22018f -=可得()()()222220140g f -=----=，进而可以将不等式变形为()()2g x g <-，结合函数的单调性分析可得答案. 详解：根据题意，构造函数()()22014g x f x x =--，则()()20g x f x x '-'=<，∴函数()g x 在R 上单调递减，又()22018f -=∴()()()222220140g f -=----=∴不等式()22014f x x <+可化为()()2g x g <-，∴2x >-，即不等式()22014f x x <+的解集为()2,-+∞.故选A.点睛：可以从所证不等式的结构和特点出发，结合已有的知识利用转化与化归思想，构造一个新的函数，再借助导数确定函数的单调性，利用单调性实现问题的转化，其一般步骤是：构造可导函数→研究单调性或最值→得出不等关系→整理得出结论． 3．A 【分析】先构造函数,再由导数与原函数的单调性的关系解决. 【详解】()f x 是定义在(0,)+∞上的非负可导函数,且满足()()0xf x f x +<', ∴令()()g x xf x =,则()()()0g x xf x f x ''=+<,()g x ∴在(0,)+∞上单调递减或为常函数又0a b <<,且()f x 非负，于是有：()()0af a bf b >≥ ①22110a b>> ②②两式相乘得：()()()()0f a f b af b bf a ab>≥⇒<所以A 选项是正确的. 【点睛】本题考查利用导数研究函数的单调性,着重考查构造函数的思想与观察分析问题的能力,属于中档题. 4．D 【分析】根据题意构造函数g (x )＝()f x x，求导可得到函数的单调性，进而得到g （a ）<g(b). 【详解】令g (x )＝()f x x ，∴g ′(x )＝()()()'20f x xf x f x x x ⎡⎤-⎥⎦'=<⎢⎣，∴函数g (x )在定义域内单调递减，∵a >b >0，∴g （a ）<g(b)，即()()f a f b ab<，进而可得bf(a)<af(b)．故答案为D. 【点睛】本题考查函数的单调性的应用，对于解抽象函数的不等式问题或者有解析式，但是直接解不等式非常麻烦的问题，可以考虑研究函数的单调性和奇偶性等，以及函数零点等，直接根据这些性质得到不等式的解集． 5．B 【分析】构造新函数()()x x f F x e=，通过导数研究该函数的单调性，利用单调性比较大小，可得结果. 【详解】令()()x x f F x e =，则()()('')xf x F x ef x =- 由(('))f x f x <，所以()'0F x >故函数()F x 为R 上的单调递增，所以()()20202019F F > 故20202019(2020)(2019)f ef e > 即(2019)(2020)ef f < 故选：B 【点睛】本题主要考查利用函数单调性比较式子大小，难点在于构造函数()()x x f F x e=，属中档题. 6．D 【分析】构造函数()ln f x x x =，利用导数说明其单调性，即可判断AB ；设()ln xg x x=，利用导数研究其单调性，即可得解；【详解】解：设()ln f x x x =，则()'ln 1f x x =+，由()'0f x >，得1x e>，所以函数()f x 在1,e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上单调递增；由()'0f x <，得10x e <<，函数()f x 在10,e ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递减，故函数()f x 在()0,1上不单调，所以()1f x 与()2f x 的大小无法确定，从而排除A ，B ；设()ln x g x x=，则()21ln 'xg x x -=，由()'0g x >，得0x e <<，即函数()f x 在()0,e 上单调递增，故函数()f x 在()0,1上单调递增，所以()()12g x g x <，即1212ln ln x x x x <，所以2112ln ln x x x x <.故选：D 【点睛】本题考查构造函数判断函数的单调性，利用函数的单调性比较函数值的大小，属于中档题. 7．A 【分析】构造函数2()()f x g x x=，求出()0g x '<，得到()g x 在0,上单调递减，由(2)(3)g g >即可得到答案. 【详解】由()()2'f x xf x >，得()()'20xf x f x -<，设2()()f x g x x =，则()()243()2()2()x f x xf x xf x f x g x x x ''--'==，因为x 是正数，所以30x >，又()()'20xf x f x -<，所以()0g x '<，所以()g x 在0,上单调递减，所以(2)(3)g g >，即22(2)(3)23f f >，即9(2)4(3)f f >. 故选：A 【点睛】本题主要考查利用导数研究函数的单调性，并利用函数的单调性解不等式，注意构造函数的应用，考查学生的分析转化能力，属于中档题. 8．C 【分析】设ln ()xf x x=，则21ln ()x f x x -'=，所以()f x 在(0,)e 上递增，在(,)e +∞上递减，又有ln 4ln 242=，由此即可得到本题答案. 【详解】设ln ()xf x x=，则21ln ()x f x x -'=，所以()f x 在(0,)e 上递增，在(,)e +∞上递减；即有(6)(4)(3)f f f <<，所以ln6ln4ln2ln36423<=<，故c a b <<. 故选：C 【点睛】本题主要考查利用函数的单调性比较大小. 9．B 【解析】试题分析：因为当0>x 时，有2()()0xf x f x x '-<恒成立，所以'()0f x x ⎛⎫< ⎪⎝⎭恒成立，所以()f x x在(0,)+∞内单调递减．因为0)2(=f ,所以在(0,2)内恒有()0f x >；在(2,)+∞内恒有()0f x <．又因为)(x f 是定义在R 上的奇函数，所以在(,2)-∞-内恒有()0f x >；在(2,0)-内恒有()0f x <．又因为不等式2()0x f x >的解集，即不等式()0f x >的解集，由上分析可得，其解集为(,2)-∞-∪(0,2)，故应选B ．考点：1、函数的基本性质；2、导数在研究函数的单调性中的应用．【思路点睛】本题主要考查了函数的基本性质和导数在研究函数的单调性中的应用，属中档题．其解题的一般思路为：首先根据商函数求导法则可知2()()0xf x f x x'-<化为'()0f x x ⎛⎫< ⎪⎝⎭；然后利用导数的正负性可判断函数()f x x 在(0,)+∞内的单调性；再由0)2(=f 可得函数)(x f 在(0,)+∞内的正负性；最后结合奇函数的图像特征可得，函数)(x f 在(,0)-∞内的正负性，即可得出所求的解集．。

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导数选择题之构造函数法解不等式的一类题一、单选题
1．定义在上的函数的导函数为，若对任意实数，有，且为
奇函数，则不等式的解集为
A．B．C．D．
2时，，则使得
A．
C．
3．定义在的导函数，若对任意的正实数，都有恒
成立的实数的取值范围为（
A．
4．定义在数集上的偶函数，时恒有，
且，则不等式的解集为
A．
C．
5．定义在上的函数，，则不等式
的解集为（）
A．B．C．D．
6．设定义在上的函数满足任意都有，且时，有
，则的大小关系是（）
A．B．
C．D．
7．已知偶函数满足，且，则的解集为
A ．
B ．
C ．
D ． 8．定义在R 上的函数满足：是的导函数，则不等式
（其中e 为自然对数的底数）的解集为( )
A ．
B ．
C ．
D ． 9．已知定义在，满足，且，则不等
式
A ．
10．上的函数满足，则不等式的解集为
A ．
11上的函数满足，其中是函数数．若，则实数的取值范围为（
A ． 12 ）
A ． (0)
C ． (0)
13
的解集为
A ．
B ．
C ．
D ． 14．函数是定义在区间上的可导函数，其导函数为，且满足
，则不等式
的解集为（）
A ．
B ．
C．D．
15．已知函数的导数是，若，都有成立，则( )
A．B．
C．D．
16．已知函数满足条件：当时，，则下列不等式正确的是（）
A．B．
C．
17．，且恒有成立（）
A．
C．．
18．是偶函数，，且当时其导函数满足，
若
A．．
D．
19．设函数是奇函数的导函数，当时，，则使得
成立的的取值范围是（
A．
D．
参考答案
1．B
【解析】【分析】
构造函数，则得的单调性，再根据为奇函数得，转化不等式
为，最后根据单调性性质解不等式.
【详解】
构造函数，则，所以在上单独递减，
因为为奇函数，所以.
，选
. 构造辅助函数常根据导数法则进行：如构造，构造
构造，构造
2．
【解析】分析：构造函数，首先判断函数的奇偶性，利用时函数的单调性，结合函数图象列不等式组可得结果
设，
则的导数为，
因为时，，
即成立，
所以当时，恒大于零，
当时，函数为增函数，
又，
函数为定义域上的偶函数，
当时，函数为减函数，
又
函数的图象性质类似如图，
数形结合可得，不等式，
或，
可得或，
使得，故选
3．
构造新函数，
设，，由已
知当时，，∴在是偶函数，∴也是偶函数，，
不等式即为，即，
∴，∴，即．
故选A．
点睛：本题考查用导数研究函数的单调性，然后解函数不等式．解题关键是构造新函数．新
函数的结构可结合已知导数的不等式和待解的不等式的形式构造．如，，
，等等．
4．B
【解析】分析：设，结合求导法则，以及题中的条件，可以断定函数在相应区间上的单调性，根据函数的单调性和函数的奇偶性求出不等式的解集即可.
时，有
时，所以在
因为，所以是奇函数，
所以上递增，因为，所以，
当时，，所以，所以，
当时，等价于，所以，所以
所以原不等式的解集为，故选
时的情况的时候，可以直接根据函数是偶函数求得结果
5．
上递减，利用的值可得的值，进而将原不等式转化为，结合函数的单调性、定义域，分析可得答案.
详解：根据题意，设，
则，
又由函数定义在上，且有，
则，则在区间上递减，
若，则，
，
则，
即不等式的解集为.
故选：B.
点睛：本题考查函数的导数与函数的单调性之间的关系，关键是构造函数
6．
都有，则有
是周期为的函数，则有
，设，则导数为，
又由时，，则有，则有，
在上为减函数，则有，即，又由
，则有，变形可得
，故选C.
常可使问题变得明了，准确构造出符合题意的函数是解题的关键；解这类不等式的关键点也是难点就是构造合适的函数，构造函数时往往从两方面着手：①根据导函数的“形状”变换不等式“形状”；②若是选择题，可根据选项的共性归纳构造恰当的函数.
7．C
【解析】
【分析】
构造函数，由可得在递增，结合奇偶
性转化原不等式为从而可得结果.
【详解】
由得，
令，
递增，
又
或
所以的解集为或，故选
8．B
【解析】
【分析】
构造函数，，研究的单调性，结合原函数的性质和函数值，即可求解
【详解】
设，，
则
则，在定义域内单调递增
，
，
故选
9．
【解析】分析：先构造函数，再根据函数单调性解不等式
详解：令，因为，
所以
因此解集为
选
构造. 构造辅助函数常根据导数法则进行：如构造，构
造，构造，构造等10．C
【解析】
【分析】
构造函数，可得，在上单调递增，原
不等式等价于，利用单调性可得结果.
【详解】
设，
由可得，
所以在上单调递增，
因此，
“形状”；11．
【分析】
根据题意，构造函数，，利用导数研究其单调性，可得在
上单调递减，将，，转化为，即
，从而可得实数的取值范围.
【详解】
令，，则.
∵
∴
∴函数在上单调递减
∵，
∴，即.
∴且，解得.
∴实数．
故选
““”
12．
构造函数，由可得函数在上单调递减，利用单调性可得结果.
构造函数，则，
因为，均有，并且，
故函数在上单调递减，，
即，
即，故选D.
【点睛】
利用导数研究函数的单调性、构造函数比较大小,属于难题.联系已知条件和结论，构造辅助函数是高中数学中一种常用的方法，解题中若遇到有关不等式、方程及最值之类问题，设法建
立起目标函数，并确定变量的限制条件，通过研究函数的单调性、最值等问题，常可使问题变得明了，准确构造出符合题意的函数是解题的关键；解这类不等式的关键点也是难点就是构造合适的函数，构造函数时往往从两方面着手：①根据导函数的“形状”变换不等式“形状”；
②若是选择题，可根据选项的共性归纳构造恰当的函数.
13．B
【解析】
【分析】
令
因为
所以
因为
所以，选
. 构
，
，构造构造
14．C
【解析】分析：由题意构造函数求导可知函数是区间上的增函数，把
原不等式转化为，结合求得x的范围.
详解：
则函数是区间上的增函数.
由不等式，得
，解得，
又由，得，即
.
故选C.
15．
，
结果
则：
由，都有成立，可得在区间
是区间内单调递减，
据此可得：，即，则.
.某些
面、准确的认识，并掌握好使用的技巧和方法，这是非常必要的.根据题目的特点，构造一个适当的函数，利用它的单调性进行解题，是一种常用技巧.许多问题，如果运用这种思想去解决，往往能获得简洁明快的思路，有着非凡的功效.
16．C
【解析】
【分析】
令，得到在递增，有，从而得到答案．
【详解】
构造函数.在恒成立，
在上是增函数，
得，
故选.
【点睛】
22
17．
的原函数，由此题意，得出原函数单增函：先构造的原函数，因为，则，那么在不等式的两边同
不等号不变，，所以原函数单增函数，由此，
，，，，所以
，所以
，所以
，所以C错
故选D。

【点睛】
：已知抽象函数的性质解不等式的基本解法有两种：（1）构造满足题目条件的特殊函数，（2）还原抽象函数，利用抽象函数的性质求解。

18．B
【解析】分析：先根据函数图象的平移，得到函数的图象关于直线对称，再通过讨
论导数的符号得到函数的单调性，将，，转化到同一个单调区间上进行比较大小
详解：是偶函数，图象关于轴对称，
的图象关于直线对称
当时，，
，，
则
即
故选
19．
【解析】分析：构造函数，可得上为减函数，可得在区
间和上，都有，结合函数的奇偶性可得在区间上，
都有，原不等式等价于或，解可得的取值范围，即可得到结论.
详解：根据题意，设，
其导数，
又由当时，，
则有，
即函数在上为减函数，
又由，
则在区间上，，
又由，则，
在区间上，，
又由，则，
则和上，，
又由和上，都有，
则，故选
“。