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专题六 函数与导数
微专题4 函数中的构造问题
一、考点透析
考点1 同构法构造函数
同构法构造函数,往往根据所给代数式(等式、不等式)中的相同点或者结构形式,
构造具体的函数解析式,从而可以利用导数研究函数的相关性质.
1.(25-26 高三上·山东济南·期中)设函数
在
上存在导函数
,对任意的
有
,且在
上
,若
,则实数
的取
值范围为
【答案】
【详解】
令
,即
,则
为奇函数,
当
时,
,则
在
上单调递增,
故
在区间
上单调递增,则
在
上单调递增,
∵
,即
,
∴
,解得
.
故答案为:
.
2.(25-26 高三上·四川南充·月考)设函数
的定义域为
,导数为
,若当
时,
,且对于任意的实数
,
,则不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】设
,
,
所以函数
是定义在
上的偶函数,
由条件可知,当
时,
,
所以
在
上单调递增,在
上单调递减,
不等式
,
即
,
即
,
所以
,即
,得
,
解得:
.
故选:C
3.(2025 高三·全国·专题练习)定义在
上的可导函数
满足
,且在
上有
,若实数
满足
,则
的最小值为( )
A.
B.
C.
D.2
【答案】B
【详解】由
,得
,
令
,则
,即
为偶函数.
又当
时,
,所以
在
上单调递减,
因为
,即
,
又
为偶函数,所以
,所以
,
即
,解得
,
所以
的取值范围为
.
故选:B
考点2 利用f(x)与xn构造
方法特征:(1)如果题目中出现nf(x)+xf'(x)形式,构造函数F(x)=xnf(x);
(2)如果题目中出现xf'(x)-nf(x)形式,构造函数F(x)=f (x)
x
n
.
1.(25-26 高三上·内蒙古赤峰·月考)定义在
上的函数
的导函数为
,且
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】设
,则
,
因为
,所以
,
所以
在
上单调递减.
因为
,所以
,
所以
,即
,
所以
,但
不一定成立;
,但
不一定成
立;
,但
不一定成立.
故选:A
2.(25-26 高三上·宁夏固原·月考)已知函数
是定义在
上的偶函数,且当
时,
不等式
成立,若
,则
之间的大小关系为
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】构造函数
,则
,
当时
,不等式
成立,
∴当
时,
,函数
单调递减.
∵函数
是定义在
上的偶函数,∴
,
则
在
上是奇函数,∴
在
上是减函数.
而
,
由
,得
,即
.
故选:C.
3.(25-26 高三上·山西朔州·月考)已知函数
是定义在
上的偶函数,其导函数
为
,且当
时,
,则不等式
的解集为
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】设
,
因为函数
是定义在
上的偶函数,所以
也是定义在
上的偶函数.
又当
时,
,
因为当
时,
,所以
,即
在
上单调递增,
又
是定义在
上的偶函数,所以
在
上单调递减.
由
,
即
.
所以
.
故选:B
考点3 利用f(x)与ex构造
方法特征:(1)对于f'(x)+nf(x)>0(或<0),构造函数F(x)=enxf(x);
(2)对于f'(x)-nf(x)>0(或<0),构造函数F(x)=f (x)
e
nx
.
1.(2025 高三·全国·专题练习)定义在
上的函数
的导函数为
,若对任意实数
x,有
,且
为奇函数,则不等式
的解集是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】设
,则
,
因为对任意实数x,都有
,所以
,所以
为定义在
上的减函
数,
因为
为奇函数,所以
,则
,所以
,则不等式
转化为
,即
,
由于函数
在定义域上单调递减,所以
,故不等式
的解集是
.
故选:C.
2.(25-26 高三上·安徽六安·月考)已知可导函数f(x)的导函数为
,若对任意的
,都有
,且
为奇函数,则不等式
的
解集为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】设
,则
,
由
得
,所以
,
即
在R 上单调递减,
由
为奇函数,可知
,即
,则
,
不等式
等价于
,即
,
因为
在R 上单调递减,所以解集为
.
故选:A
考点4 利用f(x)与sin x,cos x 构造
方法特征:(1)F(x)=f(x)sin x,F'(x)=f'(x)sin x+f(x)cos x;
(2)F(x)=f (x)
sin x
,F'(x)=f '( x)sin x-f (x)cos x
sin
2 x
;
(3)F(x)=f(x)cos x,F'(x)=f'(x)cos x-f(x)sin x;
(4)F(x)=f (x)
cos x
,F'(x)=f '( x)cos x+f (x)sin x
co s
2 x
.
1.(25-26 高三上·河南南阳·期中)已知定义域为R 的偶函数
的导函数为
,且当
时,
,若
,则
的
大小关系为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】当
时,
,令函数
,
求导得
,函数
在
上单调递增,
因此
,又
是定义域为
的偶函数,则
,
而
,则
.
故选:B
2.(2025·湖南益阳·模拟预测)已知
,
,且
,则
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】当
时,
,即
;
当
时,
,即
.
故当
时,
,
,四个选项均成立.
当
,
时,
化简得
.
先考虑函数
,
.
则
,故
在
上单调递增.
因为
,所以
.因为
,所以
,即
.
若
,
,则
,根据
的单调性,可知
.
故此情况下,
,
.可排除B、D 选项.
若
,
,则
,根据
的单调性,可知
.
故此情况下,
,
.可排除A 选项.
综上,当满足题目条件时,
恒成立.
故选:D
考点5 双变量函数同构
1.(25-26 高三上·四川南充·阶段练习)已知
是定义域为
的函数,
,
若对任意的
,都有
成立,则实数
的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】因为
,对任意的
,都有
,即
,
令
,由单调性的定义可得
在
上单调递增,
当
时,
,在
上单调递增;
当
时,
在
上单调递增,所以
,解得
;
当
时,
在
上单调递增,所以
,解得
.
综上所述,实数
的取值范围是
.
故选:D.
2.(2025·温州高三统一测试)已知x,y∈R,则“x>y>1”是“x-ln x>y-ln y”的(
)
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
【答案】 A
【详解】(1)设f(t)=t-ln t,t>0,则f'(t)=1-1
t =t -1
t
,
由f'(t)>0 得t>1,由f'(t)<0 得0<t<1,
f
∴(t)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增.
∴当x>y>1 时,f(x)>f(y),即x-ln x>y-ln y 成立,故充分性成立.
但x-ln x>y-ln y 成立时,可能有x=1
e ,y=1,此时x<y,故必要性不成立.
综上,“x>y>1”是“x-ln x>y-ln y”的充分不必要条件.
故选A.
考点6 指对互化构造函数
1.(2025·烟台期末)已知函数f(x)=ex+x-2,g(x)=ln x+x-2,若
∃x1∈R,x2>0,使得f(x1)=g(x2),则x1x2的最小值为 .
【答案】-1
e
【详解】∵∃x1 R
∈,x2>0,使得f(x1)=g(x2),
∴e
x1+x1-2=ln x2+x2-2,即e
x1+x1=ln x2+x2=e
ln x2+ln x2.
令h(x)=ex+x,x R
∈,则h'(x)=ex+1>0,
∴函数h(x)在R 上是增函数,∴x1=ln x2,即x2=e
x1,
x1x2
∴
=x1·e
x1.令u(x)=xex,x R
∈,则u'(x)=(x+1)ex,
当x<-1 时,u(x)单调递减,当x>-1 时,u(x)单调递增,
可得x=-1 时,函数u(x)取得极小值即最小值,u(-1)=-1
e .
2.(25-26 高二上·贵州黔南·开学考试)若
,当
时,
,则实
数
的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】
等价于
,
即等价于
,即等价于
.
令
,
则条件等价于
,当
时,
,
即函数
在
上单调递减,即
,则
.
又
,
,所以
,
所以实数
的取值范围是
.
故选:A.
考点7 函数同构与奇偶性综合
1.(25-26 高三上·重庆·阶段练习)定义在R 上的函数f(x)的导函数为
,满足
,且
,则满足不等式
的实数的范围为
( )
A.
B.
或
C.
D.
或
【答案】B
【详解】由题得:
,
即
,从而
(其中
为常数),
,又
,
,因为
的定义域为R,且
,则
为偶函数,
又因为
,当
时,
,
因为
均在
上单调递增,则
在
上单调递增,则
,结合
,
则
在
上恒成立,且仅在
时取等号,
则
可
判
断
是
偶
函
数
且
在
单
调
递
增
,
,解得
或
,
故选:B.
2.(25-26 高三上·新疆·月考)已知函数
及其导函数
的定义域为
,
是偶函数,其函数图象为连续不间断的曲线,且
,则不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】由
,求导得
,
,则
,且
,
当
时,则
,可得
;
当
时,则
,可得
;
故
在
内单调递增,在
内单调递减,
又
是偶函数,其函数图象为连续不间断的曲线,
由
,可得
,
即
,则
,
故有
,解得
,
所以不等式
的解集为
.
故选:B.
二、跟踪练习
1.(25-26 高二上·福建莆田·月考)已知
,则
的大
小关系为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】构造函数
,其中
,
则
,所以
在
上单调递增,
由
,
,
,
因为
,所以
,所以
.
故选:C.
2.(2025 高三·全国·专题练习)设在
上可导函数
满足
,并且在
上有
,实数
满足
,则实数
的取值范围
是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】根据题意设
,
则
,
又
,所以
,
那么
,
即
则
为奇函数,其
,则
单调递减.
又
,
,
则
,
即
,所以
,
故选:B.
3.(25-26 高三上·辽宁大连·期中)若函数
对任意的
都有
成立,
则
与
的大小关系为( )
A.
B.
C.
D.无法比较大小
【答案】B
【详解】∵
,即
,
令
,则
即
在
上单调递增,
∵
∴
,即
,
则
,即
.
故选:B
4.(江西省景德镇市2026 届高三上学期第一次质量检测数学试题)定义在
上的函数
满足
,又当
时,
恒成立,若
,则实数
的取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】令
,
则
,
所以
为偶函数,
当
时,
,
所以
在
上单调递增,
又因为
,
,
所以
因为
所以
,
所以
,
所以
,
故选:A.
5.设a,b 都为正数,e 为自然对数的底数,若aea<bln b,则( )
A.ab>e
B.b>ea
C.ab<e
D.b<ea
【答案】B
【详解】由aea<bln b,得ealn ea<bln b.
设f(x)=xln x(x>0),因为a>0,则ea>1,
因为b>0,且bln b>aea>0,则b>1.
当x>1 时,f'(x)=ln x+1>0,则f(x)在(1,+∞)上单调递增,
ealn ea<bln b,即f(ea)<f(b),所以ea<b.
故答案选B.
6.(2025 高三·全国·专题练习)已知函数
及其导函数
的定义域的解集是均为
R,且
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】
,即
,
由
的原函数为
,
从而可构造函数
,
则
,
所以
在R 上单调递增,
故
,即
,
整理得
.
故选:C