第 13 讲 构造函数在导数中的应用
目录
高考分析..................................................................................................................................................................................2
学习目标..................................................................................................................................................................................2
知识要点..................................................................................................................................................................................4
解题策略..................................................................................................................................................................................4
题型归纳..................................................................................................................................................................................6
题型01:构造
型......................................................................................................................................6
题型2:构造
型.................................................................................................................................................7
题型3:构造f(x)/x
.................................................................................................................................................8
题型4:构造
型..............................................................................................................................................11
题型05:构造f(x)/e
型........................................................................................................................................13
题型06:构造
型........................................................................................................................................15
题型07:构造sinx 与f(x)型....................................................................................................................................16
题型08:构造cosx 与f(x)型...................................................................................................................................19
题型09: 构造
型..........................................................................................................................20
题型10:构造en
与af (x)+bf (x)型........................................................................................................................22
题型11:(kx+b)与f(x)等构造............................................................................................................................25
题型12 :与ln(kx+b)结合型..................................................................................................................................27
题型13:添加因式型....................................................................................................................................................29
题型14:二次构造........................................................................................................................................................29
题型15:综合构造........................................................................................................................................................31
题型16:技巧计算型构造.............................................................................................................................................32
题型17:导数解答题之构造新函数类...........................................................................................................................34
巩固提升................................................................................................................................................................................38
同构、构造函数选择填空压轴题............................................................................................................................................40
构造函数是导数模块的核心解题思想与方法,贯穿导数所有综合题型,本质是通过构造新函数将未知问题转化
为“单调性、极值、零点”等已知可解问题,是高考导数压轴题的解题关键,侧重考查转化与化归、逻辑推理、数
形结合核心素养,区分度极高。
一、考纲定位与命题趋势
1. 考纲要求:掌握导数研究函数单调性、极值的基本方法,能根据问题特征构造合适的新函数,解决不等式证
明、恒成立、零点关系、极值点偏移等综合问题,考查函数与方程思想的灵活应用。
2. 命题趋势:近5 年新高考/全国卷考查频率100%,无构造不压轴,常融合在导数解答题第2-3 小问;构造形式
从“基础型”向“复合型、变式型”升级,如由单一f(x)+g(x)向e^x·f(x)、f(x)/x 等同构/异构构造发展,新高考更
侧重“构造的合理性与技巧性”,而非简单公式化构造。
3. 命题特点:不直接要求“构造函数”,需考生根据问题条件(如不等式形式、零点关系、导数特征)自主判断
构造方向,核心考查“为什么构造、构造什么、怎么构造”,而非单纯的求导计算。
二、高考考情分布
1. 题型与分值
①解答题为主:占导数模块分值的60%-80%,多在压轴解答题(21/22 题)第2 小问,分值4-6 分;选填题中
为中档题,侧重基础构造,分值5 分。
②融合性极强:无单独命题,常与不等式证明(含恒成立)、零点关系证明、极值点偏移、隐零点、导数恒
正/恒负判定融合考查,是解决这些题型的“必经步骤”。
2. 考查难度梯度
①基础构造(选填/解答第1 小问):和差型、简单分离型,占比30%,全员可掌握;
②中档构造(解答第2 小问):积商型、对称型,占比50%,重点突破得分;
③高阶构造(压轴解答):同构型、放缩型、多步构造,占比20%,冲刺满分核心。
构造函数是导数模块的核心解题思想,学习目标按基础掌握、能力提升、压轴突破、素养落地分层,适配高考
导数从基础到压轴的考查梯度,兼顾构造方法、逻辑应用、应试规范,最终实现“见题定构造、构造能解题”的核
心能力。
一.基础目标(全员掌握,保底得分)
1. 理解构造函数的核心本质:将未知问题(不等式、恒成立等)转化为可研究的函数单调性、极值/最值问
题,明确“为什么构造”的底层逻辑。
2. 掌握2 类基础构造方法,能精准构造并解决简单导数问题:
①和差型构造:
②基础积商型构造:
3. 完成基础解题闭环:对构造的新函数,能规范完成“求导→判单调性→求最值→推导结论”的步骤,无求导
计算、单调性判定错误。
4. 能识别高考基础构造场景:直接不等式证明(如e
x>x+1)、简单导数符号判断、无参恒成立问题,做到快
速构造、快速求解。
二.提升目标(重点掌握,突破中档)
1. 精通4 类专项构造方法,适配高考中档导数题型,能根据场景灵活选择构造方式:
①参变分离构造:恒成立求参数范围时,能分离参数构造g(x),转化为求g(x)的最值;
②对称型构造:极值点偏移问题中,能围绕极值点x0构造F(x)=f(x0+x)-f(x0-x);
③ 放缩型基础构造:能利用常见放缩式(e
x≥x+1、ln x≤x-1)构造辅助函数,简化证明;
④ 变式积商型构造:能匹配系数构造,解决复杂导数组合问题。
2. 具备构造合理性判断能力:能快速排除错误构造方式,避免“构造后无法求导、无法判单调”的无效操作。
3. 解决高考中档融合题型:能独立解决“构造函数+隐零点”“构造函数+含参不等式证明”“构造函数+简单极
值点偏移”的综合问题,步骤规范,踩准阅卷得分点。
4. 掌握构造简化技巧:构造后能对F’(x)快速因式分解、化简,精准判断导数符号,提升解题效率。
三.压轴目标(拔高掌握,冲刺满分)
1. 攻克3 类高阶构造方法,解决高考导数压轴题,实现构造的灵活性与技巧性:
①同构型构造:能识别含e^x、\ln x 的超越式同构特征,构造单调函数F(t),将问题转化为自变量的大小比
较;
②多步构造:一次构造无法解决时,能通过“二次构造辅助函数→放缩→再构造核心函数”逐步简化问题;
③多元构造:双零点、多参数问题中,能通过换元、消参构造单变量函数,实现“多元转一元”。
2. 具备自主构造能力:面对无固定模板的创新压轴题,能根据问题条件、解析式特征、待证结论自主分析构造方
向,完成“构造什么→怎么构造”的逻辑推导。
3. 解决高考高阶融合题型:能攻克“构造函数+双隐零点+极值点偏移”“构造函数+超越不等式放缩+多参数范
围”“同构构造+恒成立”的压轴难题,逻辑链完整无跳跃。
4. 实现构造优化与提速:能快速判断最优构造路径,避免复杂构造导致的计算量过大;对高考高频压轴模型,形
成“条件反射式”构造,适配高考应试节奏。
导数中的构造函数常在高考题中以选择题或填空题的形式考查。重点考查函数与方程思想、转化与化归思想。
构造函数法是一种创造性思维的过程,具有较大的灵活性和技巧性,但一直受出题老师的青睐。考生在训练过程中,
要有目的、有意识的进行构造,始终“盯住”要解决的目标。
知识点一 :导数的构造法
1、加-乘不等号型
(1)f
'( x)g( x)+f ( x)g
'( x) 构造[ f ( x)g( x)]
'=f
'( x)g( x)+f ( x)g
'( x)
(2)
构造
(3)
构造
(4)
构造
[ f (x)eλx]
'=f
'(x)eλx+λf (x)eλx=eλx[ f
'(x)+λf (x)](注意对
的符号进行讨论)
(5)f
'( x)+λf ( x) 构造
2、减-除不等号型
(6)f
'( x)g( x)−f ( x)g
'( x) 构造
[ f ( x)
g( x) ]
'= f
'( x)g( x)−f ( x)g
'( x)
[ g( x)]2
(7)
构造
(8)
构造
(9)
构造
(注意对
的符号进行讨论)
(10)f
'( x)−λf ( x) 构造
[ f ( x)
eλx ]
'= f
'( x)eλx−λf ( x)eλx
[eλx ]2
= f
'( x)−λf ( x)
eλx
构造函数的核心逻辑是“循特征、定类型、转问题、巧推导”,即根据题干的解析式形式、待证结论、导数组
合特征,选择适配的构造类型,将原问题转化为“研究新函数的单调性、极值/最值、零点”的可解问题,最终回扣
原结论。以下按高考考频排序梳理构造类型、适用场景、解题步骤及技巧,附避错要点,适配所有导数构造题型。
一、核心构造原则(先判原则,再选方法)
1. 简单优先:能和差构造不选积商,能单步构造不做多步,避免过度构造增加计算量;
2. 特征匹配:导数组合形式定积商构造,极值点偏移定对称构造,超越式定同构构造;
3. 目标导向:证明不等式→构造函数求最值,判断导数符号→构造积商型函数,零点关系→构造对称/放缩函
数;
4. 定义域同步:构造的新函数定义域与原函数一致,含ln x、分式时必标注,避免临界点分析错误。
二、高考高频构造类型及精准解题策略(按考频/难度排序)
类型1:和差型构造(基础万能型,高考占比30%)
适用场景
①直接证明函数不等式:f(x)≥g(x)/f(x)>g(x)+C(C 为常数);
②简单恒成立问题:f(x)≥a 恒成立,求a 的范围;
③判断函数单调性/求最值:原函数形式复杂,拆分后更易分析。
核心策略
作差转化,求最值定符号,将不等式/恒成立问题转化为“新函数的最值与0 的关系”。
解题步骤
1. 构造新函数:F(x)=f(x)-g(x)(证f(x)>g(x))或F(x)=f(x)-a(恒成立问题);
2. 求导化简:求F '(x),因式分解/合并同类项,精准找临界点(F '(x)=0 的解);
3. 判定单调:由F '(x)的符号划分F(x)的单调区间;
4. 求最值:求F(x)的极小/大值(或端点趋势),确定F( x)min/F( x)max;
5. 回扣结论:若F( x)min≥0,则f(x)≥g(x);若F( x)max≤0,则f(x)≤g(x)。
类型2:积商型构造(进阶核心型,高考占比25%)
适用场景
① 已知导数线性组合形式:如f '(x)+kf(x)、xf '(x)-kf(x)(k 为常数),判断f(x)单调性/证明不等式;
②原函数导数无法直接判断符号,需通过积商变形简化。
核心策略
逆用导数四则运算法则,将“f '(x)与f(x)的组合式”转化为“单一新函数的导数”,通过新函数单调性反推原组
合式的符号。
解题步骤
1. 匹配构造模板:根据导数组合形式,直接套用高频模板(系数需精准匹配);
2. 求导验证:对新函数求导,确认导数为原组合式(或组合式×正系数,不改变符号);
3. 判定新函数单调性:由导数符号确定F(x)的单调区间;
4. 结合条件推结论:利用F(x)的单调性/最值,反推原函数f(x)的性质或证明不等式。
类型3:对称型构造(压轴专属型,高考占比20%)
适用场景
极值点偏移问题:已知f(x)有两个零点x1,x2,极值点为x0,证明x1+x2>2x0 或x1 x2>x0
2/x1+x2<2x0。
核心策略
围绕极值点对称构造,将双零点问题转化为“单变量函数的单调性判定”,利用f(x1)=f(x2)结合新函数单调性推
导零点关系。
解题步骤(固定模板,高考直接套用)
1. 求原函数极值点:求f '(x),确定f(x)的极值点x0(唯一极值点,偏移问题必备);
2. 构造对称新函数:和型偏移(证x1+x2>2x0)→F(x)=f(x0+x)-f(x0-x);积型偏移(证x1 x2>x0
2)→F(x)=f(
x0·x)-f(x0/x)(x>0);
3. 研究新函数单调性:求f '(x),判定F(x)在(0,+∞)上的单调性(通常为单调递增/递减);
4. 利用特殊点定符号:由F(0)=0(和型)/F(1)=0(积型),得x>0 时F(x)>0 或F(x)<0;
5. 结合零点条件推导:设x1<x0<x2,由f(x1)=f(x2)结合F(x)的符号,推得f(x2)>f(2x0-x1)(或反向),再由
f(x)的单调性得x2>2x0-x1,即x1+x2>2x0。
类型4:参变分离型构造(中档实用型,高考占比15%)
适用场景
含参恒成立/存在性问题:f(x,a)≥0 恒成立;存在x 使f(x,a)≤0,求参数a 的取值范围(可分离参数,无漏根/增根)。
核心策略
分离参数,构造单变量函数,将含参问题转化为“求新函数的最值”,避免复杂的分类讨论。
解题步骤
1. 等价分离参数:将原式变形为a≥g(x)(恒成立)或a≤g(x)(恒成立)/a≥g( x)min(存在性),确保变
形等价(乘除式子需讨论符号,避免漏根);
2. 构造单变量函数:令g(x)为分离
题型01:构造
型
【典型例题1】已知定义在R 上的函数
的导函数为
,若
,且
,则不等式
的解集是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】设
,则
,
因为
,所以
,即
,
所以
在R 上单调递减.
不等式
等价于不等式
,
即
.因为
,
所以
,
所以
.因为
在R 上单调递减,
所以
,解得
.故选:B
【典型例题2】已知定义在实数集
上的函数
满足
,且
的导数
在
上恒有
,则不等式
的解集为
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】构造函数
,则
,
所以函数
在定义域
上为减函数,且
,
所以
的解集为
,即
的解集为
,选A.
【变式训练1-1】已知函数f(x)为定义在R 上的偶函数,当
时,
,
,则不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练1-2】定义在
上的函数
满足
,则不等式
的解集为
( )
A.
B.
C.
D.
题型2:构造
型
1.
,
2.
【典型例题1】设函数
在R 上可导,其导函数为
,且
.则下列不等式在R 上恒成立的是(
)
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】根据给定不等式构造函数
,利用导数探讨
的性质即可判断作答.
依题意,令函数
,则
,
因
,于是得
时
,
时
,
从而有
在
上单调递减,在
上单调递增,
因此得:
,而
,即f(x)不恒为0,
所以
恒成立.故选:A
【典型例题2】已知定义在
上的奇函数
的导函数为
,当
时,
,且
,则不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】由题意可知,当
时,
,
构造函数
,其中
,
则
,所以,函数
为偶函数,
且当
时,
,所以,函数
在
上单调递减,
因为
,
由
可得
,即
,
所以,
,故
,
即
或
,解得
或
.故选:C.
【变式训练2-1】已知定义域为
的奇函数
的导函数为
,当
时,
,若
,则
的大小关系正确的是
A.
B.
C.
D.
【变式训练2-2】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.
【变式训练2-3】已知
是定义在
上的奇函数,
是
的导函数,当
时,
.若
,则不等式
的解集是( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练2-4】已知奇函数
的定义域为
,导函数为
,若对任意
,都有
恒成立,
,则不等式
的解集是__________.
【变式训练2-5】已知定义在
上的函数
满足
,
,则关于
的不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
题型3:构造f(x)/x
1.
,
2.
【典型例题1】函数
在定义域
内恒满足:①
,②
,其中
为
的导函数,则
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】令
,
,
,
∵
,
,∴
,g
'( x)>0
∴函数
在
上单调递增,∴
,即
,
,
令
,
,
,
∵
,
,
,
∴函数
在
上单调递减,∴
,即
,
,故选D.
【典型例题2】已知定义在
上的偶函数
,其导函数为
,若
,
,则不等式
的解集是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】根据题目中信息其导函数为
,若
可知,需构造函数
,
利用导函数判断函数
的单调性,利用函数
的单调性、奇偶性来解题,当
时,即
,
,当
时,即
,
.
构造函数
,
,
当
时,
,故
,
在
上单调递增,
又
为偶函数,
为偶函数,所以
为偶函数,在
单调递减.
,则
,
;
,
当
时,即
,
,所以
;
当
时,即
,
,所以
.
综上所述,
.故选:A
【变式训练3-1】已知定义在
上的函数
的导函数为
,若
,
,则不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练3-2】已知定义在
上的函数
的导函数为f
'( x),若
,
,则不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练3-3】设函数
是奇函数
的导函数,
,当
时,
,则使
得
成立的
取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练3-4】已知
,
,
则
,
,的大小关系为( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练3-5】设函数
是奇函数
的导函数,
,当
时,
,则使得
成立的x 的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练3-6】已知定义在
上的连续函数
,其导函数
,当
时,恒有
成立.设
,
,
,则
,
,的大小关系为( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练3-7】已知定义域为
的偶函数
,其导函数为
,对任意正实数
满足
且
,则不等式
的解集是( )
A.(-∞,1) B.(-1,1) C.(-∞,0)∪(0,1) D.(-1,0)∪(0,1)
题型4:构造
型
1.
,
2.
【典型例题1】已知函数
在
上 可导,其导函数为
,若
满足:当
时,
>0,
,则下列判断一定正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】构造函数
,结合导函数,判定
的单调性,
得
对称轴,对选项判断即
可.构造函数
,计算导函数得到
=
,由
>0,得当
,
>0 当
时,
<0.所以
在
单调递增,在
单调递减,而
,所以
关于
对称,故
,得到
,故选:D.
【典型例题2】已知
是
上可导的图象不间断的偶函数,导函数为
,且当
时,满足
,则不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】构造函数
,根据
,结合题意可知函数
是偶函数,且在
上是
增函数,由此根据结论,构造出
的不等式即可.
由题意:不等式
可化为:
,
两边同乘以
得:
,令
,易知该函数为偶函数,
因为
,
,所以
所以
在
上是单调增函数,又因为
为偶函数,
故
,解得:
.故选:B.
【典型例题3】已知奇函数
的定义域为R,其函数图象连续不断,当
时,
,则
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】令
,根据导数可知其在
上单调递增,由
可知AB 错误,同时
得到
,
,
,结合奇偶性知C 错误,D 正确.
对于AB,令
,则
,
,
当
时,
,
在
上单调递增,
,即
,
,
,AB 错误;
对于C,由A 的推理过程知:当
时,
,
则当
时,
,
,
,
又
为奇函数,
,
,C 错误.
对于D,由A 的推理过程知:
,又
,
,
,则
,D 正确.
故选:D.
【变式训练4-1】设函数
的定义域为
,
是其导函数,若
,
,则不等式
的解集是( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练4-2】已知定义在
上的函数
的导函数为
,若
,
,则不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练4-3】若
在
上可导且
,其导函数
满足
,则
的解集是(
)
A.
B.
C.
D.
【变式训练4-4】已知定义在R 上的偶函数
满足
,
,若
,
则不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练4-5】已知函数
的导函数为
,且
若
,
,
,则( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练4-6】定义在R 上的函数
满足
,则下列不等式一定成立的是( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练4-7】已知函数
,若
且
,则有( )
A.
可能是奇函数,也可能是偶函数
B.
C.
时,
D.
【变式训练4-8】
是定义在
上的函数,满足
,
,则下列说法错误的是
( )
A.
在
上有极大值
B.
在
上有极小值
C.
在
上既有极大值又有极小值
D.
在
上没有极值
题型05:构造f(x)/e
型
1.
,
2.
【典型例题1】已知定义在
上的可导函数
的导函数为
,满足
,且
,
,则不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】因为
,所以
的图像关于直线
对称,所以
,
设
,则
,
因为
,所以
,所以
在
上为减函数,
又
,因为
,所以
,所以
.故选:
.
【典型例题2】已知
是定义在
上的偶函数,当
时,
(其中f '( x)为
的导函数),
若
,则
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】由
,结合已知条件有偶函数
在
上单调减,
上单调增,再由
即可求解集.
由
,而
知:
在
上单调减,
而
,即
,又
知:
,
∴在
上有
,又
是定义在
上的偶函数,则
在
上为偶函数,
∴
在
上单调增,即
,可得
,
综上,有
,故选:A
【典型例题3】已知定义在
上的函数
满足
,且有
,则
的解集为(
)
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】设
,则
,
∴
在
上单调递减.
又
,则
.
∵
等价于
,即
,
∴
,即所求不等式的解集为
.故选:B.
【变式训练5-2】设
是函数
的导函数,且
,
(e 为自然对数的底数),
则不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练5-2】已知定义在
上的函数
的导函数
,且
,则( )
A.
,
B.
,
C.
,
D.
,
【变式训练5-3】
是定义在
上的函数,
是
的导函数,已知
,且
,则不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练5-4】已知定义域为
的函数
的导函数为
,且
,
,则以下错误
的有( )
A.
有唯一的极值点
B.
在
上单调递增
C.当关于
的方程
有三个实数根时,实数
的取值范围为
D.
的最小值为
【变式训练5-5】(多选)已知定义在
上的函数
的导数为
,对任意的
满足
,则(
)
A.
B.
C.
D.
【变式训练5-6】已知定义在
上的可导函数
满足:
,则
与
的大小关系是
A.
B.
C.
D.不确定
【变式训练5-7】已知定义在
上的函数
满足
,且
是
的导函数,当
时,
,则不等式
的解集为________.
题型06:构造
型
【典型例题1】设
是定义在R 上的连续奇函数
的导函数,当
时,
,则使得
成立的x 的取值范围是( ).
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】令
.
则
,所以
在
上单调递减.
又
,所以当
时,
,而
,所以
;
所以当
时,
,而
,所以
.
在
中,令x=1 可得:
.
所以当
时都要
又
是定义在R 上的连续奇函数,所以
,当
时,
.
所以
可化为:
或
或
,
解得:
或
或
.
综上所述:
.故选:B
【典型例题2】已知函数
的定义域是
,其导函数是
,且满足
,则下列
说法正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】AC
【解析】设
,可得
,
单调递增,
又因为
,
,
,
且
,
,
得
,
,整理得
,AC 正确;故选:AC
【变式训练6-1】已知是自然对数的底数,函数
的定义域为
,
是
的导函数,且
,则( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练6-2】已知
是定
的奇函数,
是
的导函数,
,且满足:
,则不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练6-3】已知函数
的定义域为
,导函数为
,且满足
,则不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
题型07:构造sinx 与f(x)型
1.
,
2.
3.对于正切型,可以通分(或者去分母)构造正弦或者余弦积商型
【典型例题1】已知奇函数
的导函数为
,且
在
上恒有
成立,则下
列不等式成立的( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】构造函数
,由已知可得出
在
上为增函数,再根据函数的奇偶性的定义得出
为偶函数,由此逐一判断选项可得答案.
构造函数
,由
在
上恒有
,
,
在
上为增函数,
又由
,
为偶函数,
,
,
,
,故A 错误.
偶函数
在
上为增函数,
在
上为减函数,
,
,
,
,故B 正确;
,
,
,
,故C 错
误;
,
,
,
,故D 错误.
故选:B.
【典型例题2】已知定义在
上的函数,
为其导函数,且
恒成立,则
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】令
,则
,所以
在
上单调递增,因此
,
,所以选C.
【变式训练7-1】已知偶函数
是定义在
上的可导函数,当
时,
,若
,则实数
的取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练7-2】设
是定义在
上的奇函数,其导函数为
,当
时,
,则不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练7-3】已知
,则( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练7-4】已知函数
及其导函数
的定义域均为R,且
为偶函数,
,
,则不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
题型08:构造cosx 与f(x)型
1.
,
2.
3.对于正切型,可以通分(或者去分母)构造正弦或者余弦积商型
【典型例题1】已知函数
的定义域为
,其导函数是
.有
,则关于x 的不
等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】令
,根据题设条件,求得
,得到函数
在
内的单调递减函数,
再把不等式化为
,结合单调性和定义域,即可求解.
由题意,函数
满足
,
令
,则
函数
是定义域
内的单调递减函数,由于
,关于
的不等式
可
化为
,即
,所以
且
,解得
,
不等式
的解集为
.故选:B
【典型例题2】已知可导函数
是定义在
上的奇函数.当
时,
,则不
等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】当
时,
,则
则函数
在
上单调递增,又可导函数
是定义在
上的奇函数
则
是
上的偶函数,且在
单调递减,
由
,可得
,则
,
则
时,不等式
可化为
又由函数
在
上单调递增,且
,
,
则有
,解之得
,故选:D
【变式训练8-1】已知偶函数
的定义域为
,其导函数为
,当
时,有
成立,则关于x 的不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练8-2】已知函数
的定义域为
,其导函数为
.若
,且
,则
下列结论正确的是
A.
是增函数
B.
是减函数
C.
有极大值
D.
有极小值
【变式训练8-3】已知
的定义域为
且满足
,
为
的导函数,
,则下列结论正确的是( )
A.
有极大值无极小值
B.
无极值
C.
既有极大值也有极小值
D.
有极小值无极大值
题型09: 构造
型
【典型例题1】已知函数
,
是其导函数,
,
恒成立,则(
)
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】设
,则
,
当
时,
,当
时,
,
所以
在
上单调递减,在
上单调递增,
所以
,
,
所以
,即
,
所以
,故A 错误;
因为
,所以
,
又
,
所以
,故B 错误;
因为
,所以
,
,
即
,
,
因为
,
所以
,
,故C 错误,D 正确.故选:D
【典型例题2】已知奇函数
的导函数为
,且
在
上恒有
成立,则下列不等式成
立的( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】构造函数
,由
在
上恒有
成立,
即
在
上为增函数,
又由
为偶函数
,故A 错误.
偶函数
在
上为增函数,
在
上为减函数,
,故B 正确;
,
,故C 错误;
,
,故D 错误.故选:B
【变式训练9-1】已知奇函数
的导函数为
,且
在
上恒有
成立,则下列不等式
成立的( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练9-2】奇函数
定义域为
,其导函数是
.当
时,有
,则关于x 的不等式
的解集为( )
A.(
,π) B.
C.
D.
【变式训练9-3】已知可导函数
是定义在
上的奇函数.当
时,
,则不
等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
题型10:构造en
与
af (x)+bf (x)
型
【典型例题1】函数
是定义在
上的可导函数,
为其导函数,若
,且
,
则
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】设
,则
,
,故
,即
,解不等式得到
答案.
设
,则
,
,故
,故
,即
,
,即
,
,故
.故选:
.
【典型例题2】已知函数
,其中为自然对数的底数,若
时,函数
有2 个零点,
则实数a 的可能取值为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】由题意可知方程
有两个实数根,令
,则
的图象与直线
有两个交点,结合导数分析函数
的单调性与极值情况即可解决问题.
由题意可知方程
有两个实数根,
令
,则
的图象与直线
有两个交点,
.
(1)若
在
上恒成立,所以
在
上单调递减,
的图象与直线
至多只有一个交点,不合题意;
(2)若
,当
时,
,当
时,
,
所以
的单调递增区间是
,单调递减区间是
,
所以当
时,
取得极大值,也是最大值,为
.
当
时,
,当
时,
,
所以要使
的图象与直线
有两个交点,只需
.
,当
时,
,当
时,
,
所以
,
设
,则
,
所以
在
上单调递增,而
,
所以
的解为
,而
,
故选:D.
【典型例题3】函数
是定义在
上的可导函数,
为其导函数,若
且
,
则不等式
的解集为__________.
【答案】
【解析】构造函数
,由题知
得到
在
的最小值为0,得到
在
单增,在
上,
等价于
,利用
单调性可解.
构造函数
,在
上,
等价于
,
,
,
得
,
在
上单增,在
上单减,
在
上,
恒成立,又
,则
又在
上,
等价于
,即
,则
不等式
的解集为
故答案为:
【变式训练10-1】设定义在
上的函数
的导函数为
,若
,f (0)=2025,则不等式
e
x f ( x)>2e
x+2027(其中为自然对数的底数)的解集为
A.
B.(2027 ,+∞)
C.(2025,+∞)
D.(−∞,0)∪(2027,+∞)
【变式训练10-2】已知定义在
上的函数
的导函数
,且
,则( )
A.
,
B.
,
C.
,
D.
,
【变式训练10-3】已知定义在
上的偶函数
的导函数为
,当
时,
,且
,则不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练10-4】已知函数
,其中是自然对数的底数,若
,则实
数
的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
题型11:(kx+b)与f(x)等构造
【典型例题1】已知定义在
上的函数
的导函数为
,若
,且
,则不等式
的解集是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】根据所求不等式
的形式,构造函数
,利用题目中的条件判断出
在
上单调递减,进而将所求转化为
,再利用单调性求出解集.
设
,则
.
因为
,所以
,即
,所以
在
上单调递减.
不等式
等价于不等式
,即
.
因为
,所以
,所以
.
因为
在
上单调递减,所以
,解得
.
故选:C.
【典型例题2】已知奇函数
的定义域为R,其函数图象连续不断,当
时,
,则
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】令
,根据导数可知其在
上单调递增,由
可知AB 错误,同时
得到
,
,
,结合奇偶性知C 错误,D 正确.
对于AB,令
,则
,
,
当
时,
,
在
上单调递增,
,即
,
,
,AB 错误;
对于C,由A 的推理过程知:当
时,
,
则当
时,
,
,
,
又
为奇函数,
,
,C 错误.
对于D,由A 的推理过程知:
,又
,
,
,则
,D 正确.
故选:D.
【变式训练11-1】已知函数
的定义域为
,其图象关于点
中心对称,其导函数
,当
时,
,则不等式
的解集为
A.
B.
C.
D.
【变式训练11-2】设函数
在
上存在导函数
,对任意实数
,都有
,当
时,
,若
,则实数
的最小值是( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练11-3】已知定义域为
的函数
满足
,其中
为
的导函数,则
当
时,不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练11-4】已知
是奇函数
的导函数,当
时,
,则不等式
的解集为
A.
B.
C.
D.
题型12 :与ln(kx+b)结合型
1.
2.授课时,可以让学生写出y=ln(kx+b)与y=f(x)的加、减、乘、除各种结果
【典型例题1】已知
是定义在
上的奇函数,
是
的导函数,
且满足:
则不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】根据给定含导数的不等式构造函数
,由此探求出
在
上恒负,在
上恒正,
再解给定不等式即可.
令
,
,则
,
在
上单调递减,而
,
因此,由
得
,而
,则
,由
得
,而
,则
,又
,
于是得在
上,
,而
是
上的奇函数,则在
上,
,
由
得:
或
,即
或
,解得
或
,
所以不等式
的解集为
.
故选:D
【典型例题2】设定义在
上的函数
恒成立,其导函数为
,若
,
则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】由题设构造
,易知
上
,即
单调递减,进而可比较
、
的大小.
由题意,在
上的函数
恒成立,
若
,则
,
∵
上
,即
,
∴
在
上单调递减,而
,故
∴
,可得
.
故选:B
【变式训练12-1】已知定义在
上的连续奇函数
的导函数为
,已知
,且当
时有
成立,则使
成立的
的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练12-2】设函数
是定义在
上的连续函数,且在
处存在导数,若函数
及其导函数
满足
,则函数
A.既有极大值又有极小值
B.有极大值 ,无极小值
C.有极小值,无极大值
D.既无极大值也无极小值
【变式训练12-3】定义在
上的函数
满足
,则不等式
的解集为
( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练12-4】设
,
,
,则a,b,c 之间的大小关系为( )
A.c<b<a
B.c<a<b
C.b<c<a
D.a<c<b
【变式训练12-5】已知命题p:在
中,若
,则
,命题
,
.下列复合命
题正确的是( )
A.
B.
C.
D.
题型13:添加因式型
【典型例题1】已知函数
的导函数为
,对任意的实数
都有
,
,则不
等式
的解集是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】由已知条件构造函数
,再根据
,求
,不等式转化为
,结
合函数的单调性和奇偶性,解抽象不等式.
解:由题意得
,则
,
由
,解得:
,故
,
(2),
当
时,
,
,
,
在
上恒成立,
即
在
上单调递增,又
,故
为
上的偶函数,
其图象关于
轴对称,
在
上单调递减,故
,故
,故选:C.
【变式训练13-1】定义在(0,+∞)上的函数
的导函数
满足
,则下列不等式中,一定成立的
是
A.
B.
C.
D.
题型14:二次构造
二次构造:
【典型例题1】已知
是函数
的导函数,且对于任意实数
都有
,
,则不
等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】本题解题关键在于根据已知构造出合适的函数,
,再通过逆用求导公式得到
,根据已知条件求得m 的值,从而将抽象不等式转化为一元二次不等式,进而得解.
因为
,所以
,即
,亦即
,又
,所以
,即有
.
原不等式
可等价于
,
即
,解得
的取值范围是
.故选:A.
【典型例题2】已知定义域为
的函数
满足
(
为函数
的导函数),则不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】构造函数
,由题意可知
在
上单调递增,再对
分情况讨论,利用函数
的单调性
即可求出不等式的解集.
解:由
,
当
时,可得
,
即
,
即
,
构造函数
,所以函数
递增,
则
,此时
,即
满足;
当
时,可得
,
由函数
递增,则
,此时
或
,即
满足;
当
时,
,即
满足
.
综上,
.故选:C.
【变式训练14-1】已知函数
的导函数为
,且对任意的实数
都有
( 是自然对
数的底数),且
,若关于
的不等式
的解集中恰有两个整数,则实数
的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练14-2】已知定义域为
的函数
的导函数为
,且
,若
,
则函数
的零点个数为( )
A.1
B.2
C.3
D.4
题型15:综合构造
【典型例题1】定义在
上的连续函数
的导函数为
,且
成立,则下列各式
一定成立的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】设
,由条件可得
,即
在
上单调递减,且
,由此卡判断选项
A,B, C, 将
代入条件可得
,可判断选项D.
由题可得
,所以
,
设
则
,
所以
在
上单调递减,且
由
可得
,
所以
,
,所以选项A、B 错误,选项C 正确.
把
代入
,可得
,所以选项D 错误,
故选:C.
【典型例题2】已知函数
的导函数为
,对任意的实数
都有
,
,
则不等式
的解集是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】先求出
的解析式,然后再探究其奇偶性和单调性,最后将原不等式转化,进而求出结果.
由
可得
,
即
,所以
(其中
为常数),
因此,
,由
可得
,故
.显然,
是
上的偶函数.
当
时,
,所以,
在
上是增函数. 故
故选:C.
【变式训练15-1】定义在
上的函数
的导函数为
,当
时,
且
,
.则下列说法一定正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练15-2】已知函数
的定义域为
,且
是偶函数,
(
为
的导
函数).若对任意的
,不等式
恒成立,则实数的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
题型16:技巧计算型构造
【典型例题1】定义在
上的函数
的导函数为
,若
,且
,则
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】由
得
,构造函数:
,求导判单调性得
,进而
得
则可求
因为
,所以
.构造函数:
,所以
.所以函数
在
上单调递增,所以
,
即
,即
.故选C
【典型例题2】已知
是定义在
上的奇函数,记
的导函数为
,当
时,满足
.若
使不等式
成立,则实数
的最小值为
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】由题意构造函数
,借助单调性问题转化为ex(x3﹣3x+3)﹣aex﹣x≤0 在
上有解,
变量分离求最值即可.
由
是定义在
上的奇函数, 当
时,满足
.可设
故
为
上的增函数,
又
∴ex(x3﹣3x+3)﹣aex﹣x≤0 在
上有解,∴a≥x3﹣3x+3﹣
,
令g(x)=x3﹣3x+3﹣
,g′(x)=3x2﹣3+
=(x﹣1)(3x+3+
),故当x∈(﹣2,1)时,g′(x)<
0,
当x∈(1,+∞)时,g′(x)>0,
故g(x)在(﹣2,1)上是减函数,在(1,+∞)上是增函数;
故gmin(x)=g(1)=1﹣3+3﹣
=1﹣
;故选D.
【变式训练16-1】定义在
上的函数
满足:
是
的导函数, 则不等式
的解集为
A.
B.
C.
D.
【变式训练16-2】已知函数
在
上处处可导,若
,则( )
A.
一定小于
B.
一定大于
C.
可能大于
D.
可能等于
题型17:导数解答题之构造新函数类
【典型例题1】已知函数
,
,其中
,
均为实数.
(1)求
的极值;
(2)设
,
,若对任意的
,
,
,
恒成立,求
的最小
值;
(3)设
,若对任意给定的
,
,在区间
,
上总存在
、
,使得
成
立,求
的取值范围.
【答案】见解析
【解析】解:(1)
,令
,解得
,
,
时,
;
时,
,根据极大值的定义知:
极大值是
(1)
,无极小值.
(2)当
,
时,
,所以在
,
上
,所以
在
,
上是增函数.
设
,所以在
,
上
,所以
在
,
上为增函数.
设
,则
恒成立,变成
恒成立,即:
恒成立,即:
.设
,
则
在
,
上为减函数.
在
,
上恒成立.
恒成立.设
,所以
,因为
,
,所以
,所以
,所以
为减函数.
在
,
上的最大值为
(3)
.
,
的最小值为:
.
(3)由(1)知
在
,
上单调递增,在
,
单调单调递减,又
,
(e)
,所以
的值
域是
,
.
;
当
时,
,在
,
为减函数,由题意知,
在
,
不是单调函数;故
不合题意;
当
时,
,由于
在
,
上不单调,所以
,即
;①
此时
在
递减,在
,
递增;
(e)
,即
,解得
;②
所以由①②,得
;
,
,
(1)
满足条件.
下证存在
,
使得
;
取
,先证
,即证
;③
设
,则
在
,
时恒成立;
在
,
上递增,
,所以③成立;
再证
;
,
时,命题成立.
所以
的取值范围是:
,
.
【典型例题2】已知函数
.
(Ⅰ)当
时,求
的单调区间;
(Ⅱ)设
,且
有两个极值点
,
,其中
,若
恒成立,求的
取值范围.
【答案】见解析
【解析】解:(Ⅰ)易求
的定义域
,
,
,
,
,解得:
或
,
解得:
,
所以函数
的单调递增区间为
和
,单调递减区间为
,
.
(Ⅱ)由题意知
,
,
令
,则
,由
有两个极值点
,
,
得
,
又因为
,
所以
,
所以
,
令
,
,
,
因为
,
,
所以
在
,1 单调递减,故
(1)
,
综上所述
.
【典型例题3】已知函数
为常数)有两个极值点.
(1)求实数
的取值范围;
(2)设
的两个极值点分别为
,
,若不等式
恒成立,求
的最小值.
【答案】见解析
【解析】解:(1)由题设知,函数
的定义域为
,
且
有两个不同的正根,即
两个不同的正根
,
,
则
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
是
的两个极值点,符合题意,
;
(2)
,
,
令
,则
,
,
,
在
上单调递减,
,
不等式
恒成立,
,
是
的最小值
.
【变式训练17-1】记
,
表示
,
中的最大值.如
,
.已知函数
,
,
,
.
(1)求函数
在
,
上的值域;
(2)试探讨是否存在实数
,使得
对
恒成立?若存在,求
的取值范围;若不存在,说
明理由.
【变式训练17-2】已知函数
,
.
(1)若曲线
在
处的切线的方程为
,求实数
的值;
(2)设
,若对任意两个不等的正数
,
,都有
恒成立,求实数
的取值范围.
【变式训练17-3】已知
.
(1)当
时,
①求
的图象在点
处的切线方程;
②当
时,求证:
.
(2)若存在
,
,使得
成立,求实数
的取值范围.
【变式训练17-4】已知函数
.
(Ⅰ)求函数
的单调区间;
(Ⅱ)证明当
时,关于
的不等式
恒成立;
(Ⅲ)若正实数
,
满足
,证明
.
【变式训练17-5】设
,已知定义在
上的函数
在区间
内有一个零点
,
为
的导函数.
(Ⅰ)求
的单调区间;
(Ⅱ)设
,
,
,函数
,求证:
;
(Ⅲ)求证:存在大于0 的常数
,使得对于任意的正整数
,
,且
,
,
,满足
.
1.已知定义在
上的函数
的导函数为
,且
,则( )
A.
B.
C.
D.
2.定义在
上的函数
有不等式
恒成立,其中
为函数
的导
函数,则( )
A.
B.
C.
D.
3.已知函数
的定义域为
,其导函数为
,
对
恒成立,且
,则不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
4.若函数
满足:
,
,其中
为
的导函数,则函数
在区间
的取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
5.若定义域为
的函数
的导函数为
,并且满足
,则下列正确的是( )
A.
B.
C.
D.
6.已知
是定义在
上的函数,
是
的导函数,且满足
,
,则
的解集
为
A.
B.
C.
D.
7.设函数
是函数
的导函数,若
,且当
时,
,则不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
8.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.
9.已知偶函数
的定义域为
,其导函数为
,当
时,有
成立,则
关于
的不等式
的解集为
A.
B.
C.
D.
10.设函数
是偶函数
的导函数,当
时,
,若
,则实数
的取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
11.已知定义在R 上的函数
,其导函数为
,若
,且当
时,
,
则不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
12.已知函数
的导函数为
,且对任意的实数
都有
(是自然对数的底数),
且
,若关于
的不等式
的解集中恰有唯一一个整数,则实数
的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
13.已知定义在
上的奇函数
,导函数为
,且当
时,
,若关于
的不等式
恒成立,则实数
的取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
14.设函数f(x)的导函数为
,f(0)=1,且
,则
的解集是
A.
B.
C.
D.
15.已知
是定义在区间
上的函数,
是
的导函数,且
,
,
则不等式
的解集是__________.
16.函数
是定义在
上的可导函数,
为其导函数,若
,且
,则
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
17.已知定义在
上的函数
的导函数为
、
的图象关于点
对称,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.
同构、构造函数选择填空压轴题
一、单选题
1.若对
,不等式
恒成立,则实数
的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
2.对任意
,
恒成立,则实数
的可能取值为( )
A.
B.
C.
D.
3.已知对任意的
,不等式
恒成立,则实数k 的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
4.设实数
,对任意的
,不等式
恒成立,则实数a 的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
5.已知函数
,若对任意两个不等的正实数
,
,都有
,则实数
的取值范围
是( )
A.
B.
C.
D.
6.已知
是定义在
上的函数
的导函数,且
,则
的大小
关系为( )
A.
B.
C.
D.
7.若函数
有两个不同的零点,则实数
的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
8.函数
是定义在
上的可导函数,其导函数为
,且满足
,若不等式
在
上恒成立,则实数
的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
9.已知函数
,若
在定义域上恒成立,则实数a 的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
10.已知函数
,若
,则
可取( )
A.
B.
C.1
D.
一、填空题
1.设实数
,若对
不等式
恒成立,则m 的取值范围为 .
2.已知函数
,若
对
恒成立,则实数a 的取值范围是 .
3.已知
,若对于任意的
,不等式
恒成立,则
的最小值为 .
4.若不等式
对任意
成立,则实数
的最小值为 .
5.已知函数
,若对任意两个不相等的正实数
,都有
,则实数
的取值范围
是
6.已知函数
,当
,对任意
,不等式
恒成立,
则
的取值范围为 .
7.已知实数
,
满足
,则
的取值范围为 .
8.已知
是方程
的一个根,则
.
9.已知函数
,若
恒成立,则实数
的取值范围为 .
10.若
,则实数a 的取值范围为 .
11.已知
,不等式
对
恒成立,则实数
的最小值为 .
12.关于
的不等式
在
上恒成立,则
的最小值是 .