5.5 导函数与构造函数法应用
模块一:基础知识.........................................................................2
考点一:关系式为“加”型构造....................................................2
考点二:关系式为“减”型构造.................................................... 2
模块二:题型分类.........................................................................2
题型一:f(x)与g(x)的构造.......................................................... 2
题型二:构造f(x)±一次或二次函数.............................................. 3
题型三:构造f(x)·x
n型函数.........................................................4
题型四:构造f(x)/x
n型函数........................................................ 4
题型五:指数型构造:f(x)·e
nx型函数.............................................5
题型六:构造f(x)/e
nx型函数....................................................... 6
题型七:构造f(x)与a
x型函数...................................................... 6
题型八:构造f(x)与lnx 型函数....................................................7
题型九:构造f(x)与三角型函数.................................................... 8
题型十:其他类型的函数构造....................................................... 9
题型十一:换元构造................................................................. 10
题型十二:双元构造................................................................. 10
模块三:综合巩固....................................................................... 11
5.5 导函数与构造函数法应用
模块一:基础知识
考点一:关系式为“加”型构造
关系式为“加”型的构造,一般需要依据题干已知中的关系式,反向构造成一个相乘关系的原函数。
(1)
)
(
)
(
)
(
)
(
x
g
x
f
x
g
x
f
构造
)
(
)
(
)
(
)
(
])
(
)
(
[
x
g
x
f
x
g
x
f
x
g
x
f
(2)
'( )
( )
0
xf
x
f x
构造
'
'
[
( )]
( )
( )
xf x
xf
x
f x
(3)
'( )
( )
0
f
x
f x
构造
'
'
[
( )]
[
( )
( )]
x
x
e f x
e
f
x
f x
(4)
'( )
( )
0
xf
x
nf x
构造
'
'
1
1
'
[
( )]
( )
( )
[
( )
( )]
n
n
n
n
x f x
x f
x
nx
f x
x
xf
x
nf x
(注意x 的符号)
(5)
)
(
)
(
x
f
x
f
构造
)]
(
)
(
[
)
(
)
(
]
)
(
[
x
f
x
f
e
e
x
f
e
x
f
e
x
f
x
x
x
x
考点二:关系式为“减”型构造
关系式为“减”型的构造,一般需要依据题干已知中的关系式,反向构造成一个相比关系的原函数。
(1)
)
(
)
(
)
(
)
(
x
g
x
f
x
g
x
f
构造
2
)]
(
[
)
(
)
(
)
(
)
(
]
)
(
)
(
[
x
g
x
g
x
f
x
g
x
f
x
g
x
f
(2)
'( )
( )
0
xf
x
f x
构造
'
'
2
( )
( )
( )
[
]
f x
xf
x
f x
x
x
(3)
'( )
( )
0
f
x
f x
构造
'
'
'
2
( )
( )
( )
( )
( )
[
]
(
)
x
x
x
x
x
f x
f
x e
f x e
f
x
f x
e
e
e
(4)
'( )
( )
0
xf
x
nf x
构造
'
1
'
'
2
1
( )
( )
( )
( )
( )
[
]
(
)
n
n
n
n
n
f x
x f
x
nx
f x
xf
x
nf x
x
x
x
(注意x 的符号)
(5)
)
(
)
(
x
f
x
f
构造
x
x
x
x
x
e
x
f
x
f
e
e
x
f
e
x
f
e
x
f
)
(
)
(
]
[
)
(
)
(
])
(
[
2
模块二:题型分类
题型一:f(x)与g(x)的构造
【例题】设
( ), ( )
f x g x 是R 上的可导函数,( ),
( )
f
x g x
分别为
( ), ( )
f x g x 的导函数,且
( ) ( )
( )
( )
0
f
x g x
f x g x
,
则当a
x
b
时,有(
)
A.
( ) ( )
( ) ( )
f x g b
f b g x
B.
( ) ( )
( ) ( )
f x g a
f a g x
C.
( ) ( )
( ) ( )
f x g x
f b g b
D.
( ) ( )
( ) ( )
f x g x
f a g a
1.设函数
f x ,
g x 在R 上的导函数存在,且
f
x
g
x
恒成立,则当
,
x
a b
时,下列不等式中一
定成立的是(
)
A.
f x
g x
B.
f x
g x
C.
f
x
g a
g x
f a
D.
f
x
g b
g x
f b
2.设函数f(x),g(x)分别是定义在R 上的奇函数和偶函数.当x<0 时,( ) ( )
( )
( )
0
f
x g x
f x g x
,且(3)
0
g
,
则不等式f(x)g(x)>0 的解集是(
)
A.
3,0
3,
B.
3,0
0,3
C.
, 3
3,
D.
, 3
0,3
3.设
,
f
x
g x 在R 上的导函数均存在,
0
f x
,且
f
x g x
f x g
x
,当
,
x
a b
时,下列结论一
定正确的是(
A.
f x
g x
B.
f x
g x
C.
g x f b
f x g b
D.
g x f a
f x g a
4.已知函数
f
x 、
g x 是定义域为R 的可导函数,且
x
R ,都有
0
f x
,
0
g x
,若
f
x 、
g x
满足
f
x
g
x
f x
g x
,则当
1
2
x
x
x
时下列选项一定成立的是(
)
A.
2
1
1
2
f x
g x
f x
g x
B.
1
1
f x g x
f x
g x
C.
2
2
2
1
1
1
f x
g x
g x
f x
g x
g x
D.
2
1
2
2
1
2
f x
f x
f x
g x
g x
g x
题型二:构造f(x)±一次或二次函数
1.已知定义在R 上的函数
f
x 的导函数为
f
x
,且对任意
R
x
都有
2
f
x
,
2
0
f
,则不等式
2
4
0
f x
x
的解集为(
)
A.
2,
B.
1,
C.
,1
D.
,2
2.已知函数
f
x 是定义在R 上的可导函数,且满足
0
f
x
f x
,
1
f
x
,
1
2
f
,则不等式
1
f x
x
的解集是(
)
A.
1,
B.
1,
C.
2,
D.
3,
3.已知函数
( )(
)
f x xR 满足
1
1
f
,且
f
x 的导函数
1
( )
2
f
x
,则
1
( )
2
2
x
f x
的解集为(
)
A.
,0
B.
,1
C.
0,
D.
1,
4.已知函数
f
x ,对任意的xR ,都有
2
f x
f
x
x
,当
0,
x
时,
1
0
f
x
x
,若
2
4
4
f
a
f a
a
,则实数a 的取值范围为(
)
A.
0,
B.
1,
C.
,0
D.
,1
题型三:构造f(x)·x
n型函数
1.若函数
y
f x
满足
xf
x
f x
在R 上恒成立,且a
b
,则(
)
A.
af b
bf a
B.
af a
bf b
C.
af a
bf b
D.
af b
bf a
2.设函数
( )
f x 是定义在R 上的偶函数,
( )
f
x
为其导函数.当
0
x
时,
( )
( )
0
xf
x
f x
,且
(1)
0
f
,则不
等式
( )
0
f x
的解集为(
)
A.
, 1
(
)
,
)
1(
B.(
, 1)
(0,1)
C.( 1,0)
(0,1)
D.( 1,0)
(1,
)
3.定义在R 上的偶函数
f
x 的导函数为
f
x
,且当
0
x
时,
2
0
xf
x
f
x
.则(
)
A.
2
e
2
4
e
f
f
B.
9
3
1
f
f
C.
4
2
9
3
f
f
D.
2
e
3
9
e
f
f
4.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
2
0
f
x
f
x
x
,则不等式
2023
2023
2
2
2
2023
x
f
x
f
x
的解集为(
)
A.
|
2021
x x
B.
|
2021
x x
C.
| 2023
0
x
x
D.
| 2023
2021
x
x
5.若
f
x 为R 上的奇函数,
f
x
为其导函数,当
0
x
时,
3
0
xf
x
f x
恒成立,则不等式
3
3
2
1
1 2
0
x f x
x
f
x
的解集为(
)
A.1,1
3
B.
1,3
C.
,1
3,
D.
1
,
1,
3
题型四:构造f(x)/x
n型函数
1.已知
f
x 是定义在R 上的偶函数,当
0
x
时,
0
xf
x
f x
,且
1
0
f
,则不等式
0
f
x
x
的解
集是
13723366289 13723366289 13723366289 13723366289 13723366289 13723366289 13723366289 13723366289 .
2.已知
f
x 是定义在R 上的偶函数,当
0
x
时,
0
xf
x
f x
,且
2
0
f
,则不等式
0
f
x
x
的
解集是(
)
A.
2,0
0,2
B.
, 2
2,
C.
2,0
2,
D.
, 2
0,2
3.已知函数
f
x 的定义域为
,0
,其导函数
'f
x 满足
'
2
0
xf
x
f x
,则不等式
2
2023
2023
1
0
f x
x
f
的解集为(
)
A.( 2024, 2023)
B.( 2024,0)
C.(
, 2023)
D.(
, 2024)
4.已知奇函数
0
f x
x
的导函数为
f
x
,且满足
2
0
f
.当
0
x
时,
3 f x
xf
x
,则使得
0
f x
成立的x 的取值范围为(
)
A.
, 2
0,2
B.
2,0
2,
C.
, 2
2,
D.
2,0
0,2
5.已知
g x 是定义域为R 的偶函数,
2
0
g
,当
0
x
时,
5
0
xg
x
g x
(
g
x
是
g x 的导函数),
则不等式
0
g x
的解集为(
)
A.
, 2
2,
B.
2, 1
1,2
C.
2, 1
1,2
D.
2,0
0,2
题型五:指数型构造:f(x)·e
nx型函数
1.设函数
( )
f x 的定义域为R,
( )
f
x
是其导函数,若
( )
( )
0
f x
f
x
,(1)
1
f
,则不等式
1
( )
e
x
f x
的解集是
(
)
A.(0,
)
B.(1,
)
C.(
,0)
D.(0,1)
2.已知
f
x
是定义在R 上的函数
f
x 的导函数,对于任意的实数x,都有
2e x
f
x
f x
,当
0
x
时,
0
f x
f
x
.若
2
1
1
e
3
a
f a
f
a
,则实数a 的取值范围为(
)
A.
1 1
,
2 4
B.
1 1
,
4 2
C.
1
1
,
,
2
4
D.
1
1
,
,
4
2
3.已知
f
x
是函数
f
x 的导函数,
1
2e
2
f
,其中e是自然对数的底数,对任意xR ,恒有
2
0
f
x
f x
,则不等式
2 2
2e
0
x
f
x
的解集为(
)
A.
,e
B.
1
, 2
C.1 ,
2
D.
e,
4.已知定义在R 上的函数
f
x 的导函数为
f
x
,且
3
0,
ln2
1
f
x
f
x
f
,则不等式
3e
8
x
f x
的
解集为(
)
A.
,2
B.
,ln2
C.
ln2,
D.
2,
题型六:构造f(x)/e
nx型函数
1.已知函数
f
x 及其导函数
f
x
定义域均为R ,且
0
f x
f
x
,
0
e
f
,则关于x 的不等式
1
ex
f x
的解集为(
15202662509;15202662509;15202662509;15202662509;15202662509;15202662)
A.
0
x x
B.
0
x x
C.
e
x x
D.
e
x x
2.已知
f
x 是可导函数,且
f
x
f x
对于xR 恒成立,则(
)
A.
(1)
e (0)
f
f
,
2023
(2023)
e
(0)
f
f
B.
(1)
(0)
f
ef
,
2023
(2023)
e
(0)
f
f
C.
(1)
(0)
f
ef
,
2023
(2023)
e
(0)
f
f
D.
(1)
e (0)
f
f
,
2023
(2023)
e
(0)
f
f
3.已知
f
x 是定义在R 上的可导函数,其导函数为
f
x
,对
x
R 时,有
2
0
f
x
f x
,则不等式
2
4042
2023
e
2
0
x
f x
f
(其中e 为自然对数的底数)的解集为(
15202662509;15202662509;15202662509;15202662509;15202662509;15202662)
A.
2021,
B.
2025,
C.
, 2021
D.
, 2025
4.已知定义在
2,2
上的函数
f
x 导函数为
f
x
,若
4
2
e
0,
1
e
x
f
x
f
x
f
且当
0
x
时,
2
f
x
f x
,则不等式
2
4
e
2
e
x f
x
的解集为(
15202662509;15202662509;15202662509;15202662509;15202662509;15202662)
A.
1,4
B.
2,1
C.
0,4
D.
0,1
题型七:构造f(x)与a
x型函数
1.已知函数
f
x 是R 上的奇函数,对任意的xR 均有
ln3
f
x
f
x
成立.若
1
1
f
,则不等式
1
3x
f x
的解集为(
)
A.{
1}
x x
∣
B.{
1}
∣
x x
C.{
1}
x x
∣
D.{
1}
x x
∣
2.已知定义在R 上的函数
f
x 的导函数为
f
x
,
ln 2
0
f
x
f
x
,则下列不等关系成立的是(
)
A.
2
1
0
f
f
B.
1
2
2
f
f
C.
2
5
log 5
4
2
f
f
D.
2
3
log 3
2
1
f
f
3.函数
( )
f x 的导函数为
( )
f
x
,对任意的xR ,都有
ln 2
f
x
f x
成立,则(
)
A.
4
3
5
f
f
B.
4
3
5
f
f
C.
4
3
5
f
f
D.
4
3
f
与
(5)
f
大小关系不确定
4.已知
f
x 是R 上的奇函数,且对任意的xR 均有
0
ln 3
f
x
f
x
成立.若
1
1
f
,则不等式
13
x
f x
的解集为(
)
A.
, 1
B.
,1
C.
1,
D.
1,
5.(多选)定义在R 上的函数
f
x 使不等式
2
2
ln3
2
0
f
x
f
x
恒成立,其中
f
x
是
f
x 的导函数,
则(
)
A.
2
3
0
f
f
B.
2
3
0
f
f
C.
2
9
2
f
f
D.
0
3
2
f
f
题型八:构造f(x)与lnx 型函数
1.已知函数
f
x
是奇函数
f x
xR 的导函数,且满足
0
x
时,
1
ln
0
x f
x
f
x
x
,则不等式
985
0
x
f x
的解集为(
)
A.
985,
B.
985,985
C.
985,0
D.
0,985
2.设
f
x
是定义在R 上的连续奇函数
f
x 的导函数,当
0
x
时,
1
ln x f
x
f x
x
,则使得
2
2
0
x
x f x
成立的x 的取值范围是(
).
A.
,0
2,
B.
,2
C.
0,2
D.
2,
3.函数
f
x 的导函数
f
x
,对任意
0,
x
,
3
ln
3
x
x
f
x
f x
,则(
)
A.
2
2
e
e
f
f
B.
2
2
e
e
f
f
C.
2
2
e
e
f
f
D.
2
e
f
与
2e
f
的大小不确定
4.已知函数
f
x 的定义域为
0,
,
f
x
为函数
f
x 的导函数,若
2
1
x f
x
xf x
,
1
0
f
,则
不等式
2
3
x
f
的解集为(
)
A.
0,2
B.
2
log 3,2
C.
2
log 3,
D.
2,
5.已知定义在
0,
上的函数
f
x 的导数为
f
x
,且满足
2
ln
2
f
x
x x
f x
,则(
)
A.
3
2
6
e
2
e
3
e
f
f
f
B.
2
3
6
e
3
e
2
e
f
f
f
C.
2
3
6
e
3
e
2
e
f
f
f
D.
3
2
6
e
2
e
3
e
f
f
f
题型九:构造f(x)与三角型函数
1.已知偶函数
y
f x
满足
cos
sin
0
x f
x
x f x
对
π
0, 2
x
恒成立,下列正确的是(
)
A.
π
π
2
4
3
f
f
B.
π
6
π
4
2
6
f
f
C.
π
3
π
6
3
3
f
f
D.
π
2
0
4
f
f
2.设
f
x
是函数
f
x 的导函数,当
π π
,
2 2
x
时,
cos2
sin2
x f
x
x f
x
f
x
,则(
)
A.
π
0
6
f
B.
π
π
0
6
6
f
f
C.
π
π
3
2
3
4
f
f
D.
1
1
0
f
f
3.已知
f
x
是函数
f
x 的导函数,
0
f x
f
x
,且对于任意的
π
0, 2
x
有
cos
sin
0
f
x
x
f x
x
.请你试用构造函数的方法,利用函数的单调性判断下列不等式一定成立的是
(
)
A.
3
1
π
1
cos
2
2
6
2
f
f
B.
π
6
π
6
2
4
f
f
C.
π
1
2
cos1
4
f
f
D.
2
π
π
2
4
3
f
f
4.记函数
( )
f x 的导函数为
( )
f
x
,若
( )
f x 为奇函数,且当
π ,0
2
x
时恒有
( )
( ) tan
f x
f
x
x
成立,则(
)
A.
π
π
2
6
4
f
f
B.
π
π
3
3
6
f
f
C.
π
π
2
3
3
4
f
f
D.
π
π
3
3
6
f
f
5.已知函数
( )
f x 及其导函数
f
x
的定义域均为R ,且
( )
f x 为偶函数,
π
2
6
f
,
3 ( )cos
sin
0
x
f
x
f
x
x
,则不等式
3
π
1
cos
0
2
4
f
x
x
的解集为(
)
A.
2π ,
3
B.
π ,
3
C.
2π π
,
3
3
D.
2π
,
3
题型十:其他类型的函数构造
1.已知可导函数
f
x 的导函数为
f
x
,若对任意的xR ,都有
1
f
x
f x
,且
0
2022
f
,则不
等式
1
2023e x
f x
的解集为(
)
A.
,0
B.
0,
C.
1
, e
D.
,1
2.已知定义在
0,
上的函数
f
x 满足
1
0
f x
f
x
x
,且
1
1
f
,则不等式
e
1 e
0
x
x
f
x
的
解集为(
)
A.
0,
B.
1,
C.
,0
D.
,1
3.定义在R 上的函数
f
x 满足
1
f x
为偶函数,当
1
x 时,
1
0
x
f
x
f x
,其中
f
x
是
f
x
的导数.若关于x 的不等式
2
2
e
e
1
2
2
1
x
x
f
x
a f
x
a
恒成立,则实数a 的取值范围为(
)
A.
,ln2
2
B.
ln2
2,
C.
, 1
D.
1,
4.定义在
0,
上的函数
f
x 的导函数为
f
x
,且
3
2
2
3
2
1
x
x
x f
x
x
x
f x
恒成立,则必
有(
)
A.
2
3
1
2
7
f
f
f
B.
2
3
3
1
2
7
f
f
f
C.
2
3
1
2
7
f
f
f
D.
2
3
3
1
2
7
f
f
f
5.设偶函数
( )
f x 在R 上的导函数为
( )
f
x
,当
0
x
时,有
3
2
1
( )
( )
4
x f
x
f x
x
,则下列结论一定正确的是
(
)
A.16 ( 2)
(1)
f
f
B.16 (2)
(1) 1
f
f
C.
3
(1)
16 ( 2)
2
f
f
D.
3
( 1)
14 (2)
2
f
f
题型十一:换元构造
1.已知函数
( )
( e
e )(e
e )
x
x
f x
a
x
x
与
2
( )
e x
g x
的图象恰有三个不同的公共点(其中e 为自然对数的底数),
则实数a 的取值范围是(
)
A.
1 ,1
2
B.
1
2
,
2
2
C.
2 ,1
2
D.(1,
2)
2.已知函数
ln
2
f x
x
ax
,
2
4
2
ln
ax
g x
x
x
,若方程
f x
g x
恰有三个不相等的实根,则a 的
取值范围为(
)
A.
0,e
B.
1
0, 2e
C.
,e
D.
1
0, e
3.设大于1 的两个实数a,b 满足
2
2
ln
a
n
b
b
e
a
,则正整数n 的最大值为(
).
A.7
B.9
C.11
D.12
题型十二:双元构造
1.对于任意
1x ,
2
[1,
)
x
,当
2
1
x
x
时,恒有
2
2
1
1
ln
2(
)
x
a
x
x
x
成立;则实数a 的取值范围是(
)
A.(
,0]
B.(
,1]
C.(
,2]
D.(
,3]
【注意】双元构造,就是借助相同结构来构造对应“统一函数”
2.对于任意
1x ,
2
[1,
)
x
,当
2
1
x
x
时,恒有
2
2
1
1
ln
2(
)
x
a
x
x
x
成立;则实数a 的取值范围是(
)
A.(
,0]
B.(
,1]
C.(
,2]
D.(
,3]
3.已知变量
1
2
,
0,
x x
m
(m>0),且
1
2
x
x
,若
2
1
1
2
x
x
x
x
恒成立,则m 的最大值
13723366289 13723366289 13723366289 13723366289 13723366289 13723366289 13723366289 13723366289_.
4.若对于任意的
1
2
0
x
x
a
,都有
2
1
1
2
1
2
ln
ln
2
x
x
x
x
x
x
,则a 的最大值为(
)
A.1
B.e
C.1
e
D.
1
2
模块三:综合巩固
1.已知f(x)是定义在(0,+∞) 上的非负可导函数,且满足xf′(x)+f(x)≤0,对任意的0<a<b,则必有(
15202662509;15202662509;15202662509;15202662509;15202662509;15202662).
A.af(b)≤bf(a)
15202662509;15202662509;15202662509;15202662509;15202662509;15202662B.bf(a)≤af(b)
C.af(a)≤f(b)
15202662509;15202662509;15202662509;15202662509;15202662509;15202662D.bf(b)≤f(a)
2.设a>0,b>0,e 是自然对数的底数
A.若ea+2a=eb+3b,则a>b
B.若ea+2a=eb+3b,则a<b
C.若ea-2a=eb-3b,则a>b
D.若ea-2a=eb-3b,则a<b
3.已知9
10,
10
11,
8
9
m
m
m
a
b
,则(
)
A.
0
a
b
B.
0
a
b
C.
0
b
a
D.
0
b
a
4.设函数
'( )
f
x 是奇函数
( )
f x (x R )的导函数,( 1)
0
f
,当
0
x
时,
'( )
( )
0
xf
x
f x
,则使得
( )
0
f x
成立的x 的取值范围是
A.(
, 1)
(0,1)
15202662509;15202662509;15202662509;15202662509;15202662509;15202662B.( 1,0)
(1,
)
-
È
+¥
C.(
, 1)
( 1,0)
15202662509;15202662509;15202662509;15202662509;15202662509;15202662D.(0,1)
(1,
)
5.若定义在R 上的函数
f x 满足
0
1
f
,其导函数
f
x
满足
1
f
x
k
,则下列结论中一定错误的
是()
A.
1
1
f
k
k
B0-A4-60-28-3B-3D
B.
1
1
1
f
k
k
C.
1
1
1
1
f
k
k
B0-A4-60-28-3B-3D
D.
1
1
1
k
f
k
k
6.设函数
f x 满足
2
2
2
,
2
,
8
xe
e
x f
x
xf x
f
x
则
0
x
时,
f x
A.有极大值,无极小值
B.有极小值,无极大值
C.既有极大值又有极小值
D.既无极大值也无极小值
7.已知函数
f x 的定义域为
,
2 2
,其导函数是
( )
f
x .有
( )cos
( )sin
0
f
x
x
f x
x
,则关于x 的不等式
3 ( )
2
cos
6
f x
f
x
的解集为(
)
A.
,
3 2
B.
,
6 2
C.
,
6
3
D.
,
2
6
B0-A4-60-28-3B-3D
8.设定义在
0,上的函数
0
f x
恒成立,其导函数为
f
x
,若
1
ln
1
0
f x
x
f
x
x
,则
(
)
A.
2
1
3
0
f
f
B0-A4-60-28-3B-3D
B.
2
1
3
0
f
f
B0-A4-60-28-3B-3D
C.
2
3
1
0
f
f
B0-A4-60-28-3B-3D
D.
2
3
1
0
f
f
B0-A4-60-28-3B-3D
9.已知定义域为R 的函数
f x 的图象是连续不断的曲线,且
2 2
2
e
x
f
x
f x
,当
1
x 时,
f
x
f x
,
则下列判断正确的是
A.
1
e
0
f
f
B.
4
3
e
1
f
f
C.
3
2
e
1
f
f
D.
5
3
e
2
f
f
10.已知定义域为R 的函数
( )
f x 满足
( )
( )
1
f x
xf
x
(
( )
f
x 为函数
( )
f x 的导函数),则不等式
2
(1
) (1
)
(1
)
x f
x
f
x
x
的解集为(
)
A.(0,1)
B.(0,1]
C.(0,
)
D.(0,1)
(1,
)