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【最新版】高中数学(新苏教版)习题+同步课件培优课 构造法解决不等式问题
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培优课 构造法解决不等式问题利用导数研究函数的单调性,再由单调性证明不等式、比较大小,解题技巧是构造函数来解决.类型一 利用导数比较大小例1 已知x>0,a=x,b=x-,c=ln(1+x),则( )A.a>b>c B.c>a>bC.b>a>c D.a>c>b答案 D解析 令f(x)=a-c=x-ln(1+x),x>0,则f′(x)=1->0,∴函数f(x)在(0,+∞)上单调递增,∴f(x)>f(0)=0,可得a>c.令g(x)=c-b=ln(1+x)-x+,x>0,则g′(x)=-1+x=>0,∴函数g(x)在(0,+∞)上单调递增,∴g(x)>g(0)=0,可得c>b.综上可得a>c>b.思维升华 比较大小的解题类型:(1)通过已知函数的特点,联想到构造函数,利用导数研究函数的单调性比较大小.(2)通过判断导函数的图象,根据导函数的符号,确定原函数的单调性比较大小.类型二 构造函数证明不等式例2 已知函数f(x)=x+aex(a∈R).(1)讨论函数f(x)的单调性;(2)当x<0,a≤1时,证明:x2+(a+1)x>xf′(x).(1)解 由f(x)=x+aex可得f(x)的定义域为R,f′(x)=1+aex.当a≥0时,f′(x)>0,则函数f(x)在(-∞,+∞)上为增函数.当a<0时,由f′(x)>0可得x<ln,由f′(x)<0可得x>ln,所以函数f(x)在上为增函数,在上为减函数.综上,当a≥0时,f(x)在(-∞,+∞)上单调递增;当a<0时,f(x)在上单调递增,在上单调递减.(2)证明 设F(x)=x2+(a+1)x-xf′(x)=x2+ax-axex=x(x+a-aex).设H(x)=x+a-aex,则H′(x)=1-aex.∵x<0,∴0<ex<1,又a≤1,∴1-aex≥1-ex>0.∴H(x)在(-∞,0)上为增函数,则H(x)<H(0)=0,即x+a-aex<0.由x<0可得F(x)=x(x+a-aex)>0,所以x2+(a+1)x>xf′(x).思维升华 证明f(x)>g(x)的一般方法是证明h(x)=f(x)-g(x)>0(利用单调性),可构造出一个函数(可以移项,使右边为零,将移项后的左式设为函数),并利用导数判断所设函数的单调性,再根据函数单调性的定义,证明要证的不等式.类型三 解不等式例3 已知函数f(x)的定义域为R,且f(x)+1<f′(x),f(0)=2,则不等式f(x)+1>3ex的解集为( )A.(1,+∞) B.(-∞,1)C.(0,+∞) D.(-∞,0)答案 C解析 令g(x)=,因为f(x)+1<f′(x),则g′(x)=>0,故g(x)在R上单调递增,且g(0)=3.由f(x)+1>3ex,可得>3,即g(x)>g(0),所以x>0.思维升华 用单调性解不等式时常见的构造函数技巧(1)对于f′(x)>g′(x),构造h(x)=f(x)-g(x).(2)对于f′(x)+g′(x)>0,构造h(x)=f(x)+g(x).(3)对于f′(x)+f(x)>0,构造h(x)=exf(x).(4)对于f′(x)-f(x)>0,构造h(x)=.(5)对于xf′(x)+f(x)>0,构造h(x)=xf(x).(6)对于xf′(x)-f(x)>0,构造h(x)=.(7)对于>0,分类讨论:①若f(x)>0,则构造h(x)=lnf(x);②若f(x)<0,则构造h(x)=ln[-f(x)].
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