导数在解函数不等式中的应用

来源 :中学生数理化·学习研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nini907194627
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  在高中数学中,函数、方程、不等式是一块核心内容,有时会遇到解函数不等式。解这类不等式的关键点也是难点就是构造合适的函数,然后利用导数判断构造出的新函数的单调性,最后由单调性解不等式。
  构造函数时往往从两方面着手:
  ①根据导函数的“形状”变换不等式“形状”;
  ②若是选择题,可根据选项的共性归纳构造恰当的函数。
  例1已知在实数集R上的可导函数f(x),满足y=f(x+2)是奇函数,且1f′(x)>2,则不等式f(x)>12x-1的解集是()。
  A.(-∞,2)B.(0,2)
  C.(2,+∞)D.(-∞,1)
  解:令F(x)=f(x)-12x+1,则F′(x)=f′(x)-12。
  因为1f′(x)>2,所以0  所以函数F(x)=f(x)-12x+1是单调递减函数。
  又因为f(x+2)是奇函数,所以f(2)=0,且F(2)=f(2)-1+1=0。
  因此,原不等式可化为F(x)>F(2)。
  由函数F(x)的单调性可知x<2。
  选A。
  点评:本题先构造函数F(x)=f(x)-12x+1,再运用题设条件及导数与函数的单调性的关系F′(x)=f′(2)-12。判断出函数是单调递减函数,然后运用奇函数的性质算出f(2)=0,且F(2)=f(2)-1+1,进而将不等式f(x)=12x-1,从而等价转化为F(x)>F(2),最后借助函数的单调性,使得问题简捷巧妙地获解。
  例2已知定义在R上的奇函数f(x)的导函数为f′(x),当x<0时,f(x)满足2f(x)+xf′(x)  A.1B.3
  C. 5D .1或3
  思路分析:利用导数研究函数的单调性及构造函数解不等式。
  解:因为当x<0时,f(x)满足2f(x)+xf′(x)  所以当x<0时,f(x)满足2xf(x)+x2f′(x)>x2f(x)。
  令F(x)=x2f(x),则F′(x)=2xf(x)+x2f′(x)。
  所以F′(x)-F(x)>0。
  令g(x)=F(x)ex。
  则g′(x)=F′(x)-F(x)ex>0。
  所以g(x)在(-∞,0)上單调递增。
  故当x<0时,g(x)  即x<0时,f(x)<0。
  又f(x)是定义在R上的奇函数,
  所以当x>0时,f(x)>0,且f(0)=0。
  所以f(x)仅有一个零点。
  选A。
  点评:本题主要考查抽象函数的单调性以及函数的求导法则,属于难题。求解这类问题一定要耐心读题、读懂题,通过对问题的条件和结论进行类比、联想、抽象、概括,准确构造出符合题意的函数是解题的关键。
  作者单位:湖南省道县第一中学
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