用导数比较大小或解不等式,常常要构造新函数,把比较大小或求
解不等式的问题转化为利用导数研究函数单调性的问题,再由单调性比较大小或解不等式.
常见构造的辅助函数形式有:
(1)f(x)>g(x)→F(x)=f(x)-g(x); (2)xf′(x)+f(x)→[xf(x)]′; ?f(x)?
?′; (3)xf′(x)-f(x)→?
?x?(4)f′(x)+f(x)→[exf(x)]′; ?f(x)?(5)f′(x)-f(x)→?x?′.
?e?
(1)已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,设函数f(x)的导函
数为f′(x),若对任意x>0都有2f(x)+xf′(x)>0成立,则( )
A.4f(-2)<9f(3) C.2f(3)>3f(-2)
B.4f(-2)>9f(3) D.3f(-3)<2f(-2)
xf′(x)-f(x)
x2(2)设(fx)是定义在R上的奇函数,(f2)=0,当x>0时,有<0恒成立,则不等式x2f(x)>0的解集是 . (1)A (2)(-∞,-2)∪(0,2) [(1)根据题意,令g(x)=x2f(x),其导数g′(x)=2xf(x)+x2f′(x),又对任意x>0都有2f(x)+xf′(x)>0成立,则当x>0时,有g′(x)=x(2f(x)+xf′(x))>0恒成立,即函数g(x)在(0,+∞)上为增函数,又由函数f(x)是定义在R上的偶函数,则f(-x)=f(x),则有g(-x)=(-x)2f(-x)=x2f(x)=g(x),即函数g(x)也为偶函数,则有g(-2)=g(2),且g(2)<g(3),则有g(-2)<g(3),即有4f(-2)<9f(3).故选A.
9
f(x)?f(x)?
?′<0, (2)令φ(x)=x,∵当x>0时,?
?x?f(x)
∴φ(x)=x在(0,+∞)上为减函数,又φ(2)=0, ∴在(0,+∞)上,当且仅当0<x<2时,φ(x)>0, 此时x2f(x)>0.
又f(x)为奇函数,∴h(x)=x2f(x)也为奇函数. 故x2f(x)>0的解集为(-∞,-2)∪(0,2).]
如本例(1)已知条件“2f(x)+xf′(x)>0”,需构造函数g(x)
=x2f(x),求导后得x>0时,g′(x)>0,即函数g(x)在(0,+∞)上为增f(x)
函数,从而问题得以解决.而本例(2)则需构造函数φ(x)=x解决.
1.定义在R上的函数f(x)满足:f′(x)>f(x)恒成立,若x1<x2,
则ex1f(x2)与ex2f(x1)的大小关系为( )
A.ex1f(x2)>ex2f(x1) B.ex1f(x2)<ex2f(x1) C.ex1f(x2)=ex2f(x1)
D.ex1f(x2)与ex2f(x1)的大小关系不确定
f(x)f′(x)ex-f(x)exf′(x)-f(x)
A [设g(x)=ex,则g′(x)==,xx2e(e)由题意得g′(x)>0,所以g(x)在R上单调递增,当x1<x2时,g(x1)<gf(x1)f(x2)(x2),即ex1<ex2,所以ex1f(x2)>ex2f(x1).]
1
2.已知函数f(x)(x∈R)满足f(1)=1,且f(x)的导函数f′(x)<2,x21
则不等式f(x)<2+2的解集为 .
2
10
1
(-∞,-1)∪(1,+∞) [由题意构造函数F(x)=f(x)-2x,则111
F′(x)=f′(x)-2.因为f′(x)<2,所以F′(x)=f′(x)-2<0,即函数F(x)在R上单调递减.
x21x212
因为f(x)<2+2,f(1)=1,所以f(x)-2<f(1)-2,所以F(x2)
2
<F(1),又函数F(x)在R上单调递减,所以x2>1,即x∈(-∞,(1,+∞).]
11
1)∪-
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