微專(zhuān)題：構(gòu)造函數(shù)法解選填壓軸題

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微專(zhuān)題：構(gòu)造函數(shù)法解選填壓軸題 高考中要取得高分，關(guān)鍵在于選準(zhǔn)選好的解題方法，才能省時(shí)省力又有效果。近幾年各地高考數(shù)學(xué)試卷中，許多方面尤其涉及函數(shù)題目，采用構(gòu)造函數(shù)法解答是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。所謂構(gòu)造函數(shù)法是指通過(guò)一定方式，設(shè)計(jì)并構(gòu)造一個(gè)與有待解答問(wèn)題相關(guān)函數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行觀察分析，借助函數(shù)本身性質(zhì)如單調(diào)性或利用運(yùn)算結(jié)果，解決原問(wèn)題方法，簡(jiǎn)而言之就是構(gòu)造函數(shù)解答問(wèn)題。怎樣合理的構(gòu)造函數(shù)就是問(wèn)題的關(guān)鍵，這里我們來(lái)一起探討一下這方面問(wèn)題。 幾種導(dǎo)數(shù)的常見(jiàn)構(gòu)造： 1．對(duì)于，構(gòu)造 若遇到，則可構(gòu) 2．對(duì)于，構(gòu)造 3．對(duì)于，構(gòu)造 4．對(duì)于 [或]，構(gòu)造 5．對(duì)于，構(gòu)造 6．對(duì)于，構(gòu)造 一、構(gòu)造函數(shù)法比較大小 例1．已知函數(shù)的圖象關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng),且當(dāng)成立，，，,則的大小關(guān)系是 ( ) 【解析】因?yàn)楹瘮?shù)關(guān)于軸對(duì)稱(chēng),所以函數(shù)為奇函數(shù).因?yàn)? 所以當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞減, 當(dāng)時(shí),函數(shù)單調(diào)遞減. 因?yàn)?,,所以,所以,選D. 變式: 已知定義域?yàn)榈钠婧瘮?shù)的導(dǎo)函數(shù)為，當(dāng)時(shí)，， 若，則下列關(guān)于的大小關(guān)系正確的是（ D ） 例2．已知為上的可導(dǎo)函數(shù)，且，均有，則有 A．， B．， C．， D．， 【解析】構(gòu)造函數(shù)則， 因?yàn)榫胁⑶?，所以，故函?shù)在R上單調(diào)遞減， 所以，即 也就是，故選D． 變式: 已知函數(shù)為定義在上的可導(dǎo)函數(shù)，且對(duì)于任意恒成立，為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)，則（ C ） 例3．在數(shù)列中，．則數(shù)列中的最大項(xiàng)為( )． A．　　　 B． C． 　 D．不存在 【解析】由已知，，， 易得. 猜想當(dāng)時(shí)，是遞減數(shù)列 又由知，令， 則 當(dāng)時(shí)，，則，即 在內(nèi)為單調(diào)遞減函數(shù)， 時(shí)，是遞減數(shù)列，即是遞減數(shù)列 又，數(shù)列中的最大項(xiàng)為 故選B． 練習(xí)1．已知函數(shù)對(duì)任意的滿(mǎn)足,則（ ）A． B. C. D. 提示：構(gòu)造函數(shù)，選D． 二、構(gòu)造函數(shù)法解恒成立問(wèn)題 例1．若函數(shù)y=在R上可導(dǎo)且滿(mǎn)足不等式恒成立，對(duì)任意正數(shù)、，若，則必有（ ） A．　　　 B． C． 　 D． 【解析】由已知 ∴構(gòu)造函數(shù) ， 則， 從而在R上為增函數(shù)。 ∴ 即，故選C。 例2．已知是定義在（0，+∞）上的非負(fù)可導(dǎo)函數(shù)，且滿(mǎn)足≤0，對(duì)任意正數(shù)、，若，則必有（ ） A．　　　 B． C． 　 D． 【解析】，，故在（0，+∞）上是減函數(shù)， 由，有，即 。故選A。 變式1.設(shè)是上的可導(dǎo)函數(shù)，分別為的導(dǎo)函數(shù)，且滿(mǎn)足，則當(dāng)時(shí)，有（ C ） 變式2. 設(shè)函數(shù) 時(shí)，有（ C ） A． B． C． D． 例3．設(shè)函數(shù)在R上的導(dǎo)函數(shù)為，且，下面不等式恒成立的是（ ） A．　　　 B． C． 　 D． 【解析】由已知，首先令得，排除B，D． 令，則， ①　當(dāng)時(shí)，有， 所以函數(shù)單調(diào)遞增，所以當(dāng)時(shí)， ，從而． ②　當(dāng)時(shí)，有， 所以函數(shù)單調(diào)遞減，所以當(dāng)時(shí)， ，從而． 綜上．故選A． 例4． 如果，那么下面的不等式恒成立的是（ ） A． 　　　 B． C． 　 D． 【解析】構(gòu)造函數(shù)，易證在R上是奇函數(shù)且單調(diào)遞增 + ==lg1 = 0 即： 又是增函數(shù) 即。故選B． 練習(xí)1. 已知，則實(shí)數(shù)的關(guān)系是（ D ） A. B. C. D. 【解析】構(gòu)造函數(shù)，是增函數(shù)，又，，故選D． 練習(xí)2. 已知函數(shù)是R上的可導(dǎo)函數(shù)，當(dāng)時(shí)，有,則函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)是( B ) A.0 B.1 C. 2 D.3 【解析】由，得，構(gòu)造函數(shù)， 則 ，∵當(dāng)時(shí)，有,∴當(dāng)時(shí)， 即當(dāng)時(shí)，，此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞增，此時(shí)， 當(dāng)時(shí)，，此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞減，此時(shí)， 作出函數(shù)和函數(shù)的圖象，（直線(xiàn)只代表單調(diào)性和取值范圍），由圖象可知函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為1個(gè)．故選B． 三、構(gòu)造函數(shù)法解不等式 例1.函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽，f(－1)＝2，對(duì)任意x∈R，，則f(x)＞2x＋4的解集為(　　) A．(－1,1) B．(－1，＋∞)C．(－∞，－1) D．(－∞，＋∞) 【解析】構(gòu)造函數(shù)G(x)＝f(x)－2x－4，所以，由于對(duì)任意x∈R，， 所以>0恒成立，所以G(x)＝f(x)－2x－4是R上的增函數(shù)， 又由于G(－1)＝f(－1)－2(－1)－4＝0，所以G(x)＝f(x)－2x－4>0， 即f(x)>2x＋4的解集為(－1，＋∞)，故選B. 變式1. 已知函數(shù)滿(mǎn)足，且，則的解集為（ ） A. B. C. D. 【解析】構(gòu)造新函數(shù), 則， ，對(duì)任意，有，即函數(shù)在R上單調(diào)遞減， 所以的解集為，即的解集為，選D. 變式2.定義在上的函數(shù)，其導(dǎo)函數(shù)滿(mǎn)足，且，則關(guān)于的不等式的解集為 變式3.已知函數(shù)為定義在上的可導(dǎo)函數(shù)，且對(duì)于任意恒成立，且，則的解集為 變式4.函數(shù)的定義域是，，對(duì)任意，，則不等式的解集為（ A ） A. B. C. D. 例2 設(shè)是定義在R上的奇函數(shù)，且，當(dāng)時(shí)，有恒成立，則不等式的解集是 解：因?yàn)楫?dāng)x＞0時(shí)，有恒成立，即[]′＜0恒成立， 所以在內(nèi)單調(diào)遞減． 因?yàn)椋栽冢?，2）內(nèi)恒有；在內(nèi)恒有． 又因?yàn)槭嵌x在R上的奇函數(shù)， 所以在內(nèi)恒有；在內(nèi)恒有． 又不等式的解集，即不等式的解集．所以答案為∪（0，2）． 變式1. 已知定義在上的可導(dǎo)函數(shù)，其導(dǎo)函數(shù)為，且有，則不等式 的解集為（ C ） A B. C. D. 變式2.函數(shù)的定義域?yàn)镽，，對(duì)任意x∈R，都有成立，則不等式的解集為（ C ） A. B. C. D. 變式3. 設(shè)是定義在上的函數(shù)，其導(dǎo)函數(shù)為，若，,則不等式的解集為（ D ） A. B. C. D. 變式4.函數(shù)是定義在上的偶函數(shù),,且時(shí),,則不等式的解集是__________（提示：構(gòu)造的為奇函數(shù)，） 例4設(shè)是上的可導(dǎo)函數(shù)，，，則不等式的解集為 變式1．設(shè)分別是定義在上的奇函數(shù)、偶函數(shù)，當(dāng)時(shí)，，，則不等式的解集為 . 變式2．已知上的函數(shù)滿(mǎn)足，且，若，則關(guān)于的不等式的解集為 . 變式3. 設(shè)奇函數(shù)定義在上，其導(dǎo)函數(shù)為，且，當(dāng)時(shí)，，則關(guān)于的不等式的解集為_(kāi). （提示：構(gòu)造的為偶函數(shù)） 四、構(gòu)造函數(shù)法求值 例1．設(shè)是上的可導(dǎo)函數(shù)，且，，.則的值為 . 提示：由得，所以，即， 設(shè)函數(shù)，則此時(shí)有， 故， 變式．已知的導(dǎo)函數(shù)為，當(dāng)時(shí)，，且，若存在，使，則的值為 1 .（提示：構(gòu)造） 例2．已知定義在上的函數(shù)滿(mǎn)足，且， ，若有窮數(shù)列的前項(xiàng)和等于，則等于 5 . 解：∵ ，∴， 即函數(shù)單調(diào)遞減，∴0＜a＜1．又， 即 ∴解得或a=2（舍去）． ∴，即， 數(shù)列是首項(xiàng)為，公比的等比數(shù)列， ∴，由，解得n=5。 變式1． 已知,都是定義在R上的函數(shù)，，，且 （，且）。，若數(shù)列的前項(xiàng)和大于62，則的最小值為（ A ） A 8 B 7 C 6 D 5 變式2．已知、都是定義在R上的函數(shù)，，，．在區(qū)間上隨機(jī)取一個(gè)數(shù)， 的值介于4到8之間的概率是（　?。? 　 A． B． C． D． 解：由題意，，∴[ ]＜0， ∴函數(shù)在R上是減函數(shù)，∵，∴0＜a＜1 ∵． ∴∴ ∵的值介于4到8，∴ ∴在區(qū)間上隨機(jī)取一個(gè)數(shù)x，的值介于4到8之間的概率是，故選A． 【模型總結(jié)】 關(guān)系式為“加”型 （1） 構(gòu)造 （2） 構(gòu)造 （3） 構(gòu)造 （注意對(duì)的符號(hào)進(jìn)行討論） 關(guān)系式為“減”型 （1） 構(gòu)造 （2） 構(gòu)造 （3） 構(gòu)造 （注意對(duì)的符號(hào)進(jìn)行討論） 構(gòu)造函數(shù)法是在求解某些數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí)，根據(jù)問(wèn)題的條件或目標(biāo)，構(gòu)想組合一種新的函數(shù)關(guān)系，使問(wèn)題在新函數(shù)下轉(zhuǎn)化并利用函數(shù)的有關(guān)性質(zhì)解決原問(wèn)題是一種行之有效的解題手段。構(gòu)造函數(shù)法解題是一種創(chuàng)造性思維過(guò)程，具有較大的靈活性和技巧性。在運(yùn)用過(guò)程中，應(yīng)有目的、有意識(shí)地進(jìn)行構(gòu)造，始終“盯住”要解決的目標(biāo)。 9