重难专攻(一)函数中的构造问题
【重点解读】函数中的构造问题是高考考查的一个热点内容,多以客观题的形式出现,通过构造一种新的函数关系,使问题在新函数下转化并利用函数的有关性质(单调性、极值、最值等),来解决比较大小、解不等式、恒成立等问题.
提能点1
导数型构造函数
角度1利用f(x)与xn构造函数
(1)(2025·烟台一模)设f(x)是定义在R上的偶函数,当x<0时,f(x)+xf(x)<0,且f(-4)=0,则不等式xf(x)>0的解集为(D)
A.(-4,0)∪(0,4)
B.(-∞,-4)∪(4,+∞)
C.(-4,0)∪(4,+∞)
D.(-∞,-4)∪(0,4)
(2)已知函数f(x)的定义域为[0,+∞),导函数为f(x),若f(x)<f(x)x+1恒成立,则
A.f(2)>f(3) B.2f(1)>f(3)
C.f(5)>2f(2) D.3f(5)>f(1)
解析:(1)构造F(x)=xf(x),则F(x)=f(x)+xf(x),当x<0时,f(x)+xf(x)<0,可以推出当x<0时,F(x)<0,∴F(x)在(-∞,0)上单调递减.∵f(x)为偶函数,y=x为奇函数,∴F(x)为奇函数,∴F(x)在(0,+∞)上也单调递减.根据f(-4)=0可得F(-4)=0,根据函数的单调性、奇偶性可得函数F(x)的大致图象如图所示,根据图象可知xf(x)>0的解集为(-∞,-4)∪(0,4).
(2)因为f(x)<f(x)x+1,x≥0,所以(x+1)·f(x)-f(x)<0,构造函数g(x)=f(x)x+1,x≥0,则g(x)=(x+1)f(x)-f(x)(x+1)2<0,所以g(x)在定义域上是减函数,从而g(1)>g(2)>g(3)>g(5),即f(1)2>f(2)3>f(3)4>f(5
规律方法
利用f(x)与xn构造函数
(1)出现nf(x)+xf(x)形式,构造函数F(x)=xnf(x);
(2)出现xf(x)-nf(x)形式,构造函数F(x)=f(
角度2利用f(x)与ex构造函数
(2025·长春模拟)已知f(x)是定义在(-∞,+∞)上的函数,导函数f(x)满足f(x)<f(x)对于x∈R恒成立,则()
A.f(2)>e2f(0),f(2024)>e2024f(0)
B.f(2)<e2f(0),f(2024)>e2024f(0)
C.f(2)>e2f(0),f(2024)<e2024f(0)
D.f(2)<e2f(0),f(2024)<e2024f(0)
解析:D构造F(x)=f(x)ex,则F(x)=f(x)-f(x)ex,又导函数f(x)满足f(x)<f(x),则F(
规律方法
利用f(x)与ex构造函数
(1)出现f(x)+nf(x)形式,构造函数F(x)=enxf(x);
(2)出现f(x)-nf(x)形式,构造函数F(x)=f(
角度3利用f(x)与sinx,cosx构造函数
(2024·潍坊一模)已知函数f(x)的定义域为(0,π),其导函数是f(x).若f(x)sinx-f(x)·cosx>0恒成立,则关于x的不等式f(x)<2f(π6)sinx的解集为()
A.(0,π6) B.(0,π
C.(0,π3) D.(0,π
解析:A令F(x)=f(x)sinx,则F(x)=f(x)sinx-f(x)cosxsin2x>0,所以F(x)在定义域内是增函数.所以关于x的不等式f(x)<2f(π6)·sinx,可化为f(x)sinx<f(π6)sinπ6,即F(x)<F(π6).因为
规律方法
利用f(x)与sinx,cosx构造函数的常见类型
(1)F(x)=f(x)sinx,F(x)=f(x)sinx+f(x)·cosx;
(2)F(x)=f(x)sinx,F
(3)F(x)=f(x)cosx,F(x)=f(x)cosx-f(x)sinx;
(4)F(x)=f(x)cosx,F
练1(1)(2025·南昌模拟)已知定义在R上的函数f(x)满足f(x)+f(x)>0,且有f(3)=3,则f(x)>3e3-x的解集为(D)
A.(-∞,-3) B.(-3,0)
C.(0,3) D.(3,+∞)
解析:(1)设F(x)=f(x)·ex,则F(x)=f(x)·ex+f(x)·ex=ex[f(x)+f(x)]>0,∴F(x)是增函数.又f(3)=3,则F(3)=f(3)·e3=3e3.∵f(x)>3e3-x等价于f(x)·ex>3e3,即F(x)>F(3),∴x>3,即所求不等式的解集为(3,+∞).
(2)设f(x)为定义在R上的奇函数,f(-3)=0.当x>0时,xf(x)+2f(x)>0,其中