巧妙构造函数,解答抽象函数不等式问题

来源 :语数外学习·高中版上旬 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangyp88
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  我们把没有给出具体解析式的函数称为抽象函数.所以,抽象函数不等式问题是很多同学学习中的难点问题.在解答抽象函数不等式问题时,同学们要注意运用发散思维,展开想象,联系所学的知识点和已有的解题经验,从多个角度思考解题的方案.
  例1.函数[f(x)]在定义域(0,+[∞])内恒满足[:①f(x)>0,②2f(x)<xf ′(x)<3f(x) ,]其中[F′x]为的导数,则(       ).
  A.[14<f1f2<12 ] B.[116<f1f2<18]
  C.[13<f1f2<12] D.[18<f1f2<14]
  解析: 令[gx=fxx2,x∈0,+∞],
  则[g′x=xf ′x-2fxx3,]
  因为 [?x∈0,+∞,2fx<xf ′x<3fx ,]
  所以[fx>0,g′x>0,]
  所以函数[g(x)]在[x∈(0,+∞)]上单调递增,
  所以[g1<g2 ,]即[4f1<f2,f1f2<14,]
  令[hx=fxx3  ,  x∈0,+∞  ,]则[h′x=xf ′x-3fxx4   ,]
  因为[?x∈0 ,+∞ ,2fx<xf ′x<3fx ,]
  则[h′x<0 ,]
  所以函数[h(x)]在[x∈(0,+∞)]上单调递减,
  所以[h1<h2 ,]即[f(1)>f(2)] ,[18<f(1)f(2)],故选D.
  本题主要考查了函数的导数与单调性的关系.解答本题的关键是根据题意,逆用求导公式构造恰当的函数,然后利用导数来确定函数的单调性,最后得出结论.
  例2.已知定义在R上的可导函数[y=f(x)]的导函数为[f ′x]满足[f ′x<fx,]且[y=fx+1]为偶函数,[f2=1],则不等式[fx<ex]的解集为(      ).
  解析:因为[y=fx+1]偶函数,所以[y=fx+1]的图象关于[x=0]对称,则[y=f(x)]的图象关于[x=1]对称,
  所以[f2=f0,]又因为[f2=1,]所以[f0=1,]
  设[gx=fxexx∈R   ,]则[g′(x)=f   ′xex-fxexex2-f   ′x-fxex,]
  又因为[f ′x<fx,]所以[f ′x-fx<0,]
  所以[g′x<0 ,]所以[y=gx]單调递减,
  因为[fx<ex,]所以[fxex<1],即[gx<1,]
  又因为[g0=f0e0=1],所以[x>0.]
  本解法主要是根据函数的奇偶性构造出函数,从而得到抽象函数不等式的解集.同学们在解题的过程中,要善于建立题设中的条件与所求结论之间的关系,构造适当的函数,架起条件与所求结论之间的桥梁,使问题顺利获解.
  例3.已知函数[f(x)]的定义域为R,其图象关于点(-1,0)中心对称,其导函数[f ′x ,当x<-1]时, [x+1fx+x+1f ′x<0],则不等式[xfx-1>f0的解集为](     ).
  解析:由题意设[gx=x+1fx ,]
  则[g′x=fx+x+1f ′x ,]
  因为当[x<-1时,x+1fx+x+1f ′x<0],
  所以当[x>-1时,fx+x+1f ′x>0],则[g(x)]在(-∞,-1)上递增,其图象关于点(-1,0)中心对称,所以函数[f(x-1)]的图象关于点(0,0)中心对称,所以函数[f(x-1)]为奇函数,
  令[hx=gx-1=xfx-1 ,]
  所以[h(x)]是R上的偶函数,且在(-∞,0)上递增,
  由偶函数的性质得,函数[h(x)]在(-∞,0)上递减,
  由于[h1=f0 ,]
  所以不等式[xf(x-1)>f0 ,]化为[h(x)>h(1)],
  解得[-1<x<1,]
  故不等式的解集是(-1,1).
  在解答本题的过程中,我们根据函数的对称性来构造函数[g(x)],再根据函数的奇偶性和对称性,得出抽象函数不等式的解.
  虽然抽象函数不等式问题中的函数较为抽象,题目的难度较大,但是我们只要能仔细分析题意,联系所学的函数性质、图象、求导公式等,合理构造恰当的函数,问题便能迎刃而解.
  (作者单位:江苏省扬州市高邮市临泽中学)
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