广东省佛山市顺德区容山中学 528000
函数与导数历来是高考的重点和热点问题,对一些具体函数的求导问题,只需正确运用和、差、积、商函数的求导公式即可解决,但是对于一类抽象函数的求导问题,尤其是需要逆用求导公式法则的题目,由于平时训练不多,因而求解起来觉得有点困难。本文试图通过一些例题来揭示其一般规律,希望对大家有所帮助。
一、逆用和差函数求导公式构造函数
例1:若定义在R上的函数f(x)满足f(0)=-1,f`(x)>k>1,则下列结论中一定错误的是( )。
A.f( )< B.f( )>
C.f()<D.f()>
分析:由f`(x)>k可联想差函数求导法则,构造函数f(x)=kx-1。
解:构造函数f(x)= 2x-1。
若取k= ,则f( )=f( )= < = ,排除A。
若取k= ,则f()=f(10)=19>11=,排除D。
再构造函数f(x)=10x-1。
若取k=2,则f( )=f( )=4>1=,排除B。
故选C。
例2:函数f(x)的定义域为R,f(-1)=2,对任意的x∈R,f`(x)> 2,则f(x)>2x+4的解集为( )。
A.(-1,2)B.(-1,+∞)
C.(-∞,-1) D.R
解:构造函数g(x)=f(x)-2x-4,则 f(x)>2x+4 等价g(x)>0。
由f`(x)>2得g`(x)=f`(x)-2>0,
∴g(x)在(-∞,+∞)上单调递增。
又f(-1)=2, ∴g(-1)=f(-1)+2-4=0,
∴f(x)>2x+4等价于g(x)>g(-1),则x>-1,故选 B。
评析:在处理可导函数问题时,若已知条件为af`(x)>bg`(x)或af`(x)<bg`(x)时,可构造函数f(x)=af(x)-bg(x);若已知条件为f`(x)<m〔或f`(x)>m〕,则可构造函数f(x)=f(x)-mx。
这里还必须联合条件与结论之间的结构特征的关系,具体问题具体分析。
二、逆用积函数求导公式构造函数
例3:设函数f(x)的定义域为R,且对任意的x∈R,f`(x)+f(x)>0,则( )。
A.f(2016)>e2016f(0)B.f(2016)<e2016f(0)
C.f(2016)<D.f(2016)>
解:由f`(x)+f(x)>0,可构造函数F(x)=exf(x),F`(x)=ex[f`(x)+f(x)]>0,
∴F(x)在R上单调递增,∴F(2016)>F(0)。
即e2016f(2016)>e0f(0),∴f(2016)>,故选D。
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例4:设函数f(x)满足x2f`(x)+2xf(x)= ,f(2)= ,则x>0时,f(x)满足( )。
A.有极大值无极小值 B.有极小值无极大值
C.既有极大值又有极小值 D.无极大值也无极小值
解:构造函数g(x)=x2f(x),则g`(x)=[x2f(x)]`=x2f`(x)+2xf(x)= ,∴g(2)=4f(2)= ,∴x2f`(x)= -2xf(x)= ,∴f`(x)=。
再令h(x)=ex-2g(x),∴h`(x)=ex-2g`(x)=,
∴h(x)在(0,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增,
∴h(x)min=h(2)=e2-2g(2)=0,即h(x)≥0。
又当x>0时,f`(x)≥0,∴f(x)在(0,∞)上单调递增,
∴f(x)既无极大值也无极小值,故选D。
评析:由求导公式[f(x)g(x)]`=f`(x)g(x)+f(x)g`(x)的逆用可知,类比 该公式构造函数处理有关问题的常见形式有:
1.若已知式子含有f`(x)g(x)+f(x)g`(x),则可构造函数F(x)=f(x)g(x)。
2.若已知式子含有f`(x)+nf(x),则可构造函数g(x)=xnf(x),于是g`(x)=xn-1[xf`(x)+nf(x)],这样就可用到已知式子了。特别当n=1时,已知式子为f`(x)+f(x),则构造函数g(x)=xnf(x)。
3.若已知式子含有f`(x)+f(x),则可构造函数g(x)=exf(x)。
三、逆用商函数求导公式构造函数
例5:(2015年全国卷II)设函数f`(x)是奇函数f(x)(x∈R)的导函数,f(-1)=0,当x>0时xf`(x)-f(x)<0,则使得f(x)>0成立的x的取值范围是( )。
A.(-∞,-1)∪(0,1)B.(-1,0)∪(1,+∞)
C.(-∞,-1)∪(-1,0) D.(0,1)∪(1,+∞)
解:令F(x)=,∵f(x)为奇函数,∴F(x)为偶函数;又F`(x)= ,当x>0时,x`f(x)-f(x)<0,∴F(x)= 在(0,+∞)上单调递减。据对称性知F(x)=在(-∞,0)上单调递增,又f(-1)=0,f(1)=0,由数形结合法可知,使f(x)>0成立的x的取值范围为(-∞,-1)∪(0,1),故选A。
例6:已知f(x)为R上的可导函数,且对任意x∈R均有f(x)>f`(x),则以下判断正确的是( )。
A.f(2017)>e2017f(0)
B.f(2017)<e2017f(0)
C.f(2017)=e2017f(0)
D.f(2017)与e2017f(0)大小关系无法确定
解:由f(x)-f`(x)>0可构造函数g(x)=,
则g`(x)= = [f`(x)-f(x)]<0,
∴g(x)在R上递减,即 g(2017)<g(0),∴ <,
∴f(2017)<e2017f(0),选B。
评析:由求导公式[]`= 的逆用可知,类比该公式构造函数处理有关问题的常见形式有:
1.若已知式子含有f`(x)g(x)-f(x)g`(x)且g(x)≠0,则可构造函数F(x)=。
2.若已知式子含有xf`(x)-nf(x)且x≠0,则可构造函数g(x)=,从而g`(x)=。特别当n=1时,若已知式子含有xf`(x)-f(x),则可构造函数g(x)=。
3.若已知式子含有f`(x)-f(x),则可构造函数。
论文作者:李洪波
论文发表刊物:《中小学教育》2018年第318期
论文发表时间:2018/4/27
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