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第12讲构造函数及不等式放缩判断函数值大小关系(教师版)_2.2025数学总复习_2025年新高考资料_一轮复习_备战2025年高考数学一轮复习考点帮

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文档文本内容

第 12 讲 构造函数及不等式放缩判断函数值大小关系
(3 类核心考点精讲精练)
1. 5年真题考点分布
5年考情
考题示例 考点分析 关联考点
构造函数、用导数判断或证 比较指数幂的大小
2022年新I卷,第7题,5分
明函数的单调性 比较对数式的大小
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】本节内容是新高考卷的必考内容,设题稳定,难度较大,分值为5-12分
【备考策略】1会结合实际情况构造函数
2能用导数证明函数的单调性
3能求出函数的极值或给定区间的最值
4能结合单调性进行函数值大小比较
【命题预测】比较大小的问题,形式灵活、内涵丰富,学生可以综合运用等价转化、数形结合等数学思想
方法解决实际问题,是考查学生的逻辑推理和数学运算等核心素养的有效题型载体。近几年,这类试题得
到了高考和各类大型考试命题老师的青睐和追捧。需综合复习
知识讲解
1. 构造函数的重要依据2. 常见构造类型
3. 常见的指对放缩
, , ,
4. 常见的三角函数放缩
5. 其他放缩
, ,
, ,
,,
放缩程度综合
,
方法技巧
1构造相同函数,比较不同函数值
2构造不同函数,比较相同函数值
3.构造不同函数,比较不同函数值
这个时候,不等式放缩就是首选之道了!
4.先同构,再构造,再比较
当题干呈现一个较复杂的等式或者不等式关系,并没有前几类那么明显的数字时,往往可能现需要同构(变形)出一个函数之后再来比较大小.
考点一、 构造函数利用单调性判断函数值大小关系
1.(2022·全国·统考高考真题)设 ,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】构造函数 , 导数判断其单调性,由此确定 的大小.
【详解】方法一:构造法
设 ,因为 ,
当 时, ,当 时 ,
所以函数 在 单调递减,在 上单调递增,
所以 ,所以 ,故 ,即 ,
所以 ,所以 ,故 ,所以 ,
故 ,
设 ,则 ,
令 , ,
当 时, ,函数 单调递减,
当 时, ,函数 单调递增,
又 ,
所以当 时, ,
所以当 时, ,函数 单调递增,
所以 ,即 ,所以
故选:C.
方法二:比较法
解: , , ,
① ,
令则 ,
故 在 上单调递减,
可得 ,即 ,所以 ;
② ,
令
则 ,
令 ,所以 ,
所以 在 上单调递增,可得 ,即 ,
所以 在 上单调递增,可得 ,即 ,所以
故
2.(2021·全国·统考高考真题)设 , , .则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用对数的运算和对数函数的单调性不难对a,b的大小作出判定,对于a与c,b与c的大小关系,
将0.01换成x,分别构造函数 , ,利用导数分析其在
0的右侧包括0.01的较小范围内的单调性,结合f(0)=0,g(0)=0即可得出a与c,b与c的大小关系.
【详解】[方法一]:
,
所以 ;
下面比较 与 的大小关系.
记 ,则 , ,
由于
所以当0<x<2时, ,即 , ,
所以 在 上单调递增,
所以 ,即 ,即 ;
令 ,则 , ,
由于 ,在x>0时, ,所以 ,即函数 在[0,+∞)上单调递减,所以 ,即 ,即
b<c;
综上, ,
故选:B.
[方法二]:
令
,即函数 在(1,+∞)上单调递减
令
,即函数 在(1,3)上单调递增
综上, ,
故选:B.
【点睛】本题考查比较大小问题,难度较大,关键难点是将各个值中的共同的量用变量替换,构造函数,
利用导数研究相应函数的单调性,进而比较大小,这样的问题,凭借近似估计计算往往是无法解决的.
1.(2024·吉林长春·模拟预测)已知 ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】构造函数,判断函数单调性,代入数值可比较大小.
【详解】设 , ,
时, , 为减函数,
时, , 为增函数,所以 ,
,即 .
设 , ,时, , 为增函数,
时, , 为减函数,
所以 , ,即 ,所以 .
设 , ,
为增函数,所以 ,所以 ,即 .
故选:D
2.(2024·全国·模拟预测)已知 , , ,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】构造函数 及函数 ,结合函数的单调性可比较 与 ,构造函数
,结合函数的单调性可比较 与 ,即可得解.
【详解】令 , ,
则 在 上恒成立,故 在 上单调递减,
故 ,故 ,
即 ,即 ,、
令 ,则 ,故 在定义域内单调递增,
故 ,即 ;
令 , ,
则
在 上恒成立,
故 在 上单调递增,
又 ,故 ,
故 ,即 ,故有 .
故选:D.
【点睛】关键点睛:本题关键在于构造对应的函数帮助比较大小,对 与 ,可通过构造 ,
从而比较 与 的大小关系,构造 ,从而比较 与 的大小关系,可得 与 的大小
关系,通过构造 可比较 与 的大小关系.
3.(2024·山西·二模)设 , ,则下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题意可得 、 ,构造函数
、 ,利用导数讨论两个函数的单调
性可得 、 ,即可求解.
【详解】 ,
,
设函数 ,
则 ,
设 ,则 ,
所以 在 上单调递减,且 ,即 ,
所以 在 上单调递减,
则 ,即 ,所以 .
设 ,则 ,
所以 在 上单调递增,且 ,
即 ,
得 ,所以 ,即 ,解得 .
综上, .故选:B
【点睛】方法点睛:此类比较大小类题目,要能将所给数进行形式上的变化,进而由此构造函数,利用导
数判断单调性,进而比较大小.
4.(2024·安徽·三模)已知 ,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】构造函数 ,利用导数求取单调性可得 、 之间大小关系,构造函数
,利用导数求取单调性可得 、 之间大小关系,即可得解.
【详解】由 ,
即 ,
令 ,
则 在 上恒成立,
故 在 上单调递增,
则有 ,即 ,
令 ,
则 在 上恒成立,
故 在 上单调递减,
则有 ,即 ,
故 .
故选:A.
【点睛】关键点点睛:本题关键点在于构造出函数 、 ,以比较 、 与 、
之间大小关系.
5.(2024·安徽芜湖·三模)设 ,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先构造函数 ,利用导数证明 ,则,再构造函数 ,利用
导数求出其单调区间,即可比较 ,构造函数 ,利用导数求出其单调区间,即
可比较 ,即可得解.
【详解】令 ,则 ,
令 ,则 ,
所以函数 在 上单调递增,
所以 ,即 ,
所以 ,
而 ,
令 ,
则 ,
当 时, ,
所以函数 在 上单调递减,
所以 ,
即 ,所以 ,
,
令 ,
则 ,令 ,则 ,
当 时, ,
所以函数 在 上单调递减,
所以 ,
即当 时, ,
所以函数 在 上单调递增,
所以 ,
即 ,所以 ,
综上所述, .
故选:A.
【点睛】关键点点睛:构造 和 两个函
数,是解决本题的关键.
6.(2024·湖北武汉·二模)设 ,则 的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】构造函数 、 和 ,其中 ,利用导数得到
它们的单调性即可比较出三者大小关系.
【详解】由已知可得 ,
设 , ,则 ,
所以 在 上单调递增,
所以 ,即 ,所以 ,
设 , ,则 ,
所以 在 上单调递增,所以 ,即 ,
综上 ,
设 , ,则 ,
当 时, ,当 时, ,
所以 在 上单调递减,在 上单调递增,
所以 ,即 ,所以 ,
所以
故选:B.
【点睛】关键点点睛:本题的关键首先对 进行合理变形得 ,再通过构造函数
、 和 ,利用它们的单调性即可比较三者大小关系.
考点二、 不等式放缩判断函数值大小关系
1.(2022·全国·统考高考真题)设 ,则( )
A. B. C. D.
放缩法
因为 ,
所以 ,即
因为 ,
所以 ,即
综上所述: ,故选:C
2.(2022·全国·统考高考真题)已知 ,则( )
A. B. C. D.【答案】A
【分析】由 结合三角函数的性质可得 ;构造函数 ,利用导数可
得 ,即可得解.
【详解】[方法一]:构造函数
因为当
故 ,故 ,所以 ;
设 ,
,所以 在 单调递增,
故 ,所以 ,
所以 ,所以 ,故选A
[方法二]:不等式放缩
因为当 ,
取 得: ,故
,其中 ,且
当 时, ,及
此时 ,
故 ,故
所以 ,所以 ,故选A
[方法三]:泰勒展开
设 ,则 , ,
,计算得 ,故选A.
[方法四]:构造函数因为 ,因为当 ,所以 ,即 ,所以 ;设
, ,所以 在 单调递增,则 ,
所以 ,所以 ,所以 ,
故选:A.
[方法五]:【最优解】不等式放缩
因为 ,因为当 ,所以 ,即 ,所以 ;因为当
,取 得 ,故 ,所以 .
故选:A.
【整体点评】方法4:利用函数的单调性比较大小,是常见思路,难点在于构造合适的函数,属于通性通
法;
方法5:利用二倍角公式以及不等式 放缩,即可得出大小关系,属于最优解.
1.(2024·甘肃陇南·一模)若 ,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用 ,结合幂函数的单调性判断得 ,再构造函数 ,推得
,从而推得 ,由此得解.
【详解】因为 ,所以 ;
令 ,则 ,
当 时, ,则 在 上单调递增,
当 时, ,则 在 上单调递减,
所以 ,故 ,
则 ,即 ,当且仅当 时,等号成立,当 ,即 ,有 ,
从而有 ;
综上, .
故选:D.
【点睛】结论点睛:两个常见的重要不等式:
(1) ;(2) .
2.(2024·辽宁·一模)设 则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用导数证明不等式 ,可得 ;根据不等式的性质可证得 ,则 ,
即可求解.
【详解】对于函数 , ,
令 ,
所以函数 在 上单调递减,在 上单调递增,
所以 ,则 ,即 .
所以 , .
由 ,得 ,所以 ,则 ,
所以 ,即 .
所以 .
故选:B
【点睛】方法点睛:对于比较实数大小方法:
(1)利用基本函数的单调性,根据函数的单调性判断,
(2)利用中间值“1”或“0”进行比较,
(3)构造函数利用函数导数及函数单调性进行判断.
3.(2024·山东威海·二模)设 , , ,则( )
A. B. C. D.
【答案】B【分析】令 ,求导可证明 ,进而可得 ,可判断 ,令
,求导可证 ,令 ,可判得 .
【详解】令 ,可得 ,所以 在 上单调递增,
当 时, ,所以 ,
所以 ,所以 ,
令 ,求导可得 ,
当 , ,所以 单调递减,所以 ,
即 ,所以 ,
令 ,可得 ,即 ,
所以 .
故选:B.
4.(2024·贵州遵义·三模)设 , , ,则下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】构造函数 ,利用导数判断出其单调性,即可比较 ,构造函数
, ,即可比较 ,即可得解.
【详解】 , ,
令 ,
则 ,
所以函数 在 上单调递增,
所以 ,即 ,所以 ,
令 ,则 ,
所以 在 上单调递减,
所以 ,即 ,
令 ,则 ,
所以函数 在 上单调递减,
所以 ,即 ,
所以 ,即 ,
综上所述, .
故选:D.
【点睛】关键点点睛:构造函数 , ,
,是解决本题的关键.
5.(2023·河南·模拟预测)实数x,y,z分别满足 , , ,则x,y,z的
大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据已知即 , , , 构选函数 确定其在 上单
调递减,可得 ,又设 ,其在 上单调递增,所以得 .
【详解】解:由已知得 , , ,
设 , ,当 时, ,
所以 在 上单调递减,因此 ,
即 所以 , ;
又设 , ,当 时, ,
所以 在 上单调递增,因此 ,所以 ,则 ;
综上得 .
故选:B.
【点睛】方法点睛:构造函数比较大小主要方法有:
1.通过找中间值比较大小,要比较的两个或者三个数之间没有明显的联系,这个时候我们就可以通过引入
一个常数作为过渡变量,把要比较的数和中间变量比较大小,从而找到他们之间的大小关系.
2.通过构造函数比较大小,要比较大小的几个数之间可以看成某个函数对应的函数值,我们只要构造出函
数,然后找到这个函数的单调性就可以通过自变量的大小关系,进而找到要比较的数的大小关系.有些时候
构造的函数还需要通过放缩法进一步缩小范围.
考点三、 构造函数解决其他综合问题
1.(23-24高二下·广东东莞·阶段练习)已知 为函数 的导函数,当 时,有
恒成立,则下列不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】构造函数 ,求导确定其单调性,根据单调性确定建立 的不等关系,
以及 的不等关系,整理化简得答案.
【详解】令 ,则 ,
因为当 时,有 恒成立,
所以当 时, ,
即 在 上单调递减,
所以 ,即 ,即 ,A 错误,B正确,,即 ,即 ,CD错误.
故选:B.
2.(23-24高三下·陕西西安·阶段练习)已知 , 为正数,且 , ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由 ,构造函数 ,求导,判断单调区间,根据已知条件 ,判断选项.
【详解】由 ,可知 ,设 ,则 ,
令 ,则
当 时, , 单调递增,
当 时, , 单调递减,且 ,
故当 时,则 , ,
故 , ,且当 时, ,故 ,只有C满足要求.
故选:C
3.(2024·广东深圳·模拟预测)已知函数 ,若 恒成立,则正实数 的取值
范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】不等式整理为 ,构造函数 ,利用单调性得到
,再构造 ,进而得到 ,从而 .
【详解】 , ,且 ,
两边加上 得, ,
设 ,则 ,所以 单调递增,
,即 ,
令 ,则 ,
的定义域是 ,当 时, , 单调递增,当 时, , 单调递减,
当 时, 取得极大值即为最大值, ,
, .
故选:C.
【点睛】方法点睛:将等式两边整理为结构相同的形式,由此构造新函数,本题中将
整理为 ,从而构造函数 求解.
4.(23-24高三上·河北·阶段练习)已知函数 及其导函数 的定义域均为 ,且
恒成立, ,则不等式 的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】构造函数 ,由导数求得函数单调性,利用单调性解不等式.
【详解】由 ,有 ,
令 ,则 ,所以 在区间 上单调递增.
又 ,得 ,所以 ,
所以 ,解得 .
故选:A
【点睛】关键点点睛:
本题关键点在于利用导数运算法则构造函数,令 ,由导数证明单调递增,不等式
变形为 ,利用单调性解即可.
1.(23-24高二下·天津·期中)已知定义在 上的奇函数 满足, ,当 时,
,则 的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】构造函数 ,根据已知条件判断 的单调性,奇偶性,结合 的模拟草图,数形结合即可求得结果.
【详解】令 ,则 ,由题可知,当 时, ,故 在
单调递减;
又 为奇函数, 也为奇函数,故 为偶函数,则 在 单调递增;
又 ,则 ,画出 的模拟草图如下所示:
当 时, ,则 ,数形结合可知,此时 ;
当 ,因为 为 上的奇函数,故 ,不满足题意;
当 , ,则 ,数形结合可知,此时 ;
综上所述: 的解集为 .
故选:A.
2.(2024·辽宁·模拟预测)已知a, ,若 , ,则b的可能值为( )
A.2.5 B.3.5 C.4.5 D.6
【答案】B
【分析】构造函数 ,求导确定其单调性,结合 可得答案.
【详解】由 得 ,设 ,则 ,
又 ,
当 时, , 单调递增,
当 时, , 单调递减.
因为 ,所以 .
结合选项可知B正确,ACD错误.
故选:B.
3.(2024·湖南邵阳·二模)已知函数 的定义域为 为 的导函数.若 ,且在 上恒成立,则不等式 的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】设 ,利用导数求得 在 上单调递减,把不等式转化为 ,即可求
解.
【详解】设函数 ,可得 ,
所以函数 在 上单调递减,
由 ,可得 ,即 ,
可得 ,所以 ,即不等式 的解集为 .
故选:D.
4.(2024·广东广州·模拟预测)已知定义在 上的函数 的导函数为 ,且 .对于
任意的实数 ,均有 成立,若 ,则不等式 的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】构造函数 ,然后由已知可得 的单调性,最后将不等式转化为
,即可得到答案.
【详解】 ,令 ,
则 ,则 在 上单调递增.
由 , 为奇函数,得 ,则 ,
从而原不等式 可化为 ,即 ,此即为 .
由于 在 上单调递增,故这等价于 ,所以不等式的解集为 .
故选:D.
【点睛】关键点点睛:本题的关键点在于构造新的函数并利用已知条件.1.(22-23高三下·全国·阶段练习)已知 , , ,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】构造函数 ,由导数求解函数的单调性,即可比较 ,利用对数函数的单调性结合
中间值法可得出 , 的大小关系.
【详解】设函数 ,则 ,当 时, , 为增函数,
得 ,即 ,即 ,得 ,
因为 ,因此, .
故选:B.
2.(2024·云南贵州·二模)已知 ,则 的大关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据 的特点,构造函数 ,判断其单调性,得到 ,故有
,再运用作差法比较 即得.
【详解】设 ,则 ,
当 时, , 在 上递增;
当 时, , 在 上递减,
故 .
则 ,即 ;由 可知 ,故 .
故选:B.
3.(2024·四川·模拟预测)已知 ,则 的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用当 时, 判断 ,通过函数 在是减函数判断 .
【详解】当 时,设 ,则 ,
当 时, , 单调递增,当 时, , 单调递减,
所以 ,
也就是说当 时, ,
用 代替 ,可得 ,即 ,
所以 ,即 .
又知 ,所以 ,所以 .
故选:A
4.(2023·山西·模拟预测)设 , , ,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】构造函数 研究其单调性,运用函数单调性比较大小即可.
【详解】易知 , , ,
令 ,
则 ,
,
所以 在 上单调递减,
又因为 ,所以 ,即 .
故选:D.
5.(2023高三·全国·专题练习)若函数 在R上可导,且满足 恒成立,常数
则下列不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】构造 并求导,判断单调性,即可得结果.
【详解】令 ,则 恒成立,故 在 上单调递增.
,
,即 .
故选:A
6.(2024高二下·全国·专题练习)定义在 上的函数 ,已知 是它的导函数,且恒有
成立,则有( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据不等式结构特征构造函数 ,研究该函数的单调性即可求解.
【详解】令 ,则 ,
因为 ,
所以 ,则 在 上单调递减,
所以 ,即 ,
故 , ,
故选:C.7.(23-24高三上·陕西·阶段练习)已知函数 的定义域是 ,其导函数为 ,且
,则不等式 的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】构造函数 ,通过求导及已知条件得出单调性并化简不等式,即可求出不等式的
解集.
【详解】由题意,
在函数 中, ,导函数为 , ,
设 ,则 .
∵ ,
∴ ,则 是 上的增函数.
不等式 等价于
,
即 ,
则
解得: ,
故选:D.
8.(23-24高二上·重庆·期末)已知定义在 上的函数 的导数为 ,若 ,且
,则下列式子中一定成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】设 ,得到 ,得到 在 上单调递增,再由 ,得到
,结合选项,逐项判定,即可求解.
【详解】因为当 时, ,可得 ,
令 ,可得 ,所以 在 上单调递增,因为 ,可得 ,
对于A中,由 ,即 ,所以 ,所以A不正确;
对于B中,由 ,即 ,所以 ,所以B不正确;
对于C中,由 ,即 ,所以 ,所以C正确;
对于D中,由 ,即 ,所以 ,所以D不正确.
故选:C.
9.(2024·广东·二模)函数 的定义域为 ,若 ,则 的解集为
( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】构造函数 ,解不等式即可得出答案.
【详解】构造函数 ,满足 , ,
则由 可得 ,解得: .
故选:B.
10.(23-24高二下·安徽亳州·期中)已知函数 及其导函数 的定义域均为R, 且
,则不等式 的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据题意,构造函数 ,判断 的单调性,将所求不等式进行同解变形,利用单调
性得到一元二次不等式,解之即得.
【详解】设 ,则 ,故 单调递增.
又 ,故 可转化为 ,即
,
由 单调递增可得 ,解得 或 ,
即不等式 的解集为 .
故选: .1.(2024高三下·全国·专题练习)已知 , , ,则下列大小关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】构造函数 ,通过导数判断单调性,进而利用单调性判断函数值的大小.
【详解】由题, .令 ( ),则 ,
因为 ,所以 ,所 在 上单调递增,
又 , , , ,故 .
故选:C.
2.(2024·浙江宁波·模拟预测)已知 ,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】构造 ,利用导数证明 ,代入 可比较 的大小,
根据对数函数的性质可判断 的大小,从而可求解.
【详解】设 ,则 ,
所以 在 上单调递减,所以 ,
所以 ,所以 ,即 ,
所以 ,即 ,
所以 ,即 .
由 ,可得 ,即 ,即 ,
所以 ,即 .
综上所述, .故选:B.
3.(2023·辽宁鞍山·二模)已知定义在 上的函数 满足 ,且 ,
为 的导函数,当 时, ,则不等式 的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】构造函数 ,利用 的奇偶性和单调性求得正确答案.
【详解】设 ,
,
所以 是奇函数.
当 时, ,
则 ,
所以 在 上单调递增,则 在 上单调递增,
不等式 即 ,
所以 ,
所以不等式 的解集为 .
故选:D
【点睛】关键点睛:本题的关键点有两点,一个是函数的奇偶性,奇偶性可以转化为 来
进行判断;一个是构造函数法,有关 和 的不等关系式,在解题过程中可以考虑利用构造函数法,
然后结合导数来进行求解.
4.(23-24高二下·江苏常州·期中)若 , , ,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】将 两边分别同时取对数,构造函数 ,利用导数求出函数的单调区间,再根据函
数的单调性即可得解.
【详解】由 , , ,得 ,
令 ,则 ,
当 时, ,当 时, ,
所以函数 在 上单调递增,在 上单调递减,
所以 ,
所以 ,所以 .
故选:C.
【点睛】关键点点睛:将 两边分别同时取对数,构造函数 是解决本题的关键.
5.(2024·湖北黄冈·二模)已知 分别满足下列关系: ,则
的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】将指数式化成对数式,利用换底公式,基本不等式可推得 ,利用指对数函数的单调性,通过
构造函数判断单调性可推得 ,最后利用正切函数的单调性可得 .
【详解】由 可得
因 ,
又 ,故 ,即 ;
因 ,则 由 ,
由函数 , ,因 时, ,
即函数 在 上单调递减,则有 ,故得 ;
由 ,而 ,即 ,
综上,则有 .故选:B.
【点睛】方法点睛:解决此类题的常见方法,
(1)指、对数函数的值比较:一般需要指对互化、换底公式,以及运用函数的单调性判断;
(2)作差、作商比较:对于结构相似的一般进行作差或作商比较,有时还需基本不等式放缩比较;
(3)构造函数法:对于相同结构的式子,常构造函数,利用函数单调性判断.
6.(23-24高二下·江苏常州·期末)已知函数 及其导数 的定义域均为 ,对任意实数 ,
,且当 时, .不等式 的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】构造函数 ,从而结合导数与所给条件得到函数 的单调性与对称性,在
将所给不等式中 化为 即可得解.
【详解】令 ,则 ,
由题意可得,当 时, ,即 在 上单调递增,
由 ,则 ,
即 ,故 为偶函数,故 在 上单调递减,
则不等式 可化为: ,
即 ,则有 ,即 ,
即 ,即 ,
解得 .
故选:B.
【点睛】关键点点睛:本题关键点在于构造函数 ,从而结合导数与所给条件得到函
数 的单调性与对称性.
7.(2024·宁夏银川·三模)已知定义在R上的奇函数 的图象是一条连续不断的曲线, 是 的
导函数,当 时, ,且 ,则不等式 的解集为( )
A. B.C. D.
【答案】D
【分析】根据 构造函数,通过求导发现利用已知条件可知恒为正数,所以可知
在 时是单调递增函数,再结合已知条件又可知 是偶函数,利用单调性和
奇偶性解不等式即可.
【详解】令 ,则 ,
因为当 时, ,所以 在 上单调递增,
又 为奇函数,且图象连续不断,所以 为偶函数,
由 ,得 ,解得 或
故选:D.
【点睛】关键点点睛:构造函数是基本的解题思路,因此观察题目所给的数的结构特点,以及函数与导数
之间的内在联系,合理构造函数,利用导数判断单调性是解题的关键.
8.(2024·陕西·模拟预测)已知函数 ,若 , ,
,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先利用导数判断 的单调性,再构造函数 ,利用导数判断得 ,
从而得解.
【详解】因为 ,
所以 ,
令 ,则 恒成立,
所以当 时, ,即 ,
又 在 上单调递增,所以 ,
所以 在 上恒成立,则 在 上单调递增,
构造函数 ,则 ,
令 ,得 ,令 ,得 ,
所以 在 上单调递增,在 上单调递减,
所以 ,即 ,可得 , ,
所以 , ,
所以 , ,
即
所以, ,
即 .
故选:D.
【点睛】思路点睛:先利用导数判断 的单调性,再构造函数 ,利用导数判断得
,是解决本题的关键.
9.(2024·新疆喀什·三模)已知 , , ,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由正弦函数、对数函数性质易得 ,构造 ,利用导数判断单调
性,再判断大小关系即可得 ,即可得结果.
【详解】因为 在 内单调递增,
则 ,即 ,
又因为 在 内单调递增,
则 , ,可得 ;
令 ,则 , ,
构建 ,
则 ,
可知 在 上递减,则 ,即 ;
综上所述: .
故选:C.【点睛】关键点点睛:本题解题的关键是根据 构建 ,利用导数判断其单
调性,进而可得 .
10.(2023·湖北武汉·三模)已知 , , ,则
a,b,c的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】设 ,对 求导,得到 的单调性的最值,结合对数函数和三角
函数的性质,即可证明 ,再证明 ,令 ,通过指数和对数函数的运算性质可证明
,即可得出答案.
【详解】设 , ,
当 时, ;当 时, ,
所以 在 上单调递增,在 上单调递减,
所以 ,所以 ,
,
又 ,则 ,
,所以 ,
对于 ,令 ,则 ,
此时 ,
所以 .
故选:A.
【点睛】方法点睛:对于比较实数大小方法:
(1)利用基本函数的单调性,根据函数的单调性判断,
(2)利用中间值“1”或“0”进行比较,
(3)构造函数利用函数导数及函数单调性进行判断.
1.(陕西·高考真题) 是定义在 上的非负可导函数,且满足 .对任意正数a,b,若 ,则必有( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】构造函数 ,再分类讨论即可求解.
【详解】解:令 , ,
所以 在 上为常函数或递减,
若 在 上为单调递减,所以 ,
即 ①, ②
①②两式相乘得:
所以 ,
若 在 上为常函数,且 ,则 ,
即 ③, ④,
③④两式相乘得:
所以 ,
综上所述,
故选:A
2.(江西·高考真题)对于R上可导的任意函数 ,若满足 则必有
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】先由题意得到函数的单调性,然后跟根据单调性进行判断可得结论.
【详解】
若 ,则 为常数函数, ;
若 不恒成立,
当 时, , 递增,当 时, , 递减.
.
故选:C.【点睛】本题考查函数最值和单调性的关系,考查对基本概念的理解,解题时可根据导函数的符号得到函数
的单调性,进而得到函数的最值情况,属于中档题.
3.(湖南·高考真题)设 分别是定义在 上的奇函数和偶函数,当 时,
.且 ,则不等式 的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】
构造函数 ,利用已知可判断出其奇偶性和单调性,进而即可得出不等式的解集.
【详解】
令 ,则 ,因此函数 在 上是奇函数.
① 当 时, , 在 时单调递增,
故函数 在 上单调递增.
,
,
.
②当 时,函数 在 上是奇函数,可知: 在 上单调递增,且 (3) ,
,的解集为 .
③当 时, ,不符合要求
不等式 的解集是 , , .
故选:D
4.(全国·高考真题)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. B.
C. D.
【答案】A
【详解】构造新函数 , ,当 时 .
所以在 上 单减,又 ,即 .
所以 可得 ,此时 ,
又 为奇函数,所以 在 上的解集为: .故选A.
点睛:本题主要考查利用导数研究函数的单调性,需要构造函数,例如 ,想到构造
.一般:(1)条件含有 ,就构造 ,(2)若 ,就构造
,(3) ,就构造 ,(4) 就构造 ,等
便于给出导数时联想构造函数.