邊紅霞
(河北省易縣中學 074200)
函數(shù)與不等式是高考考查的重要內容,此類問題解決的基本途徑是,通過構造函數(shù),將不等式問題轉化為函數(shù)問題,利用函數(shù)的性質,從而使問題得解.
例1 (2011年遼寧卷11題)函數(shù)f(x)的定義域為R,f(-1)=2,對任意的x∈R,f′(x)>2,則f(x)>2x+4的解集為( ).
A.(-1,1) B.(-1,+∞)
C.(-∞,-1) D.(-∞,+∞)
分析根據(jù)所求及導數(shù)不等式f′(x)>2的結構特點,構造函數(shù)g(x)=f(x)-2x-4(x∈R),∵g′(x)=f′(x)-2,由條件f′(x)>2,則g′(x)>0,g(x)是增函數(shù).又∵g(-1)=2+2-4=0,f(x)>2x-4的解集即為使得g(x)>0,即g(x)>g(-1),由g(x)是增函數(shù),∴x>-1,選B.
評析因為f′(x)>2,可以得到函數(shù)f(x)-2x是增函數(shù),但所求不等式為f(x)>2x+4,因此函數(shù)f(x)-2x-4也為增函數(shù),于是構造函數(shù)g(x)=f(x)-2x-4根據(jù)其單調性,脫去函數(shù)符號f,得到不等式的解.
題目所求為抽象不等式,沒有具體解析式,但是條件中有導數(shù)不等式,因此從條件出發(fā),以所求為目標,鋪路搭橋,將所求不等式轉化為函數(shù),利用函數(shù)的單調性,脫去函數(shù)的符號f,解決了不等式問題.
例2 設函數(shù)f′(x)是奇函數(shù)f(x)(x∈R)的導數(shù),f(-1)=0,當x>0時,xf′(x)-f(x)<0,則使得f(x)>0成立的x的范圍是( ).
A.(-∞,-1)∪(0,1) B.(-1,0)∪(1,+∞)
C.(-∞,-1)∪(-1,0) D.(0.1)∪(1,+∞)
函數(shù)、方程、不等式之間有密切的聯(lián)系,往往相互轉化,三者以函數(shù)為中心,達成求解意向,并且在解決的過程中,函數(shù)的性質和圖象又會提供豐富的資源,使問題的解答更加巧妙.這道題充分利用了函數(shù)的奇偶性,通過數(shù)形結合,將問題直觀形象地表達出來,從而迅速得解.
例3 已知定義在R上的函數(shù)f(x)的導函數(shù)為f′(x),對任意的x∈R滿足f′(x)-f(x)<0,則下列結論正確的是( ).
A.2f(ln2)>3f(ln3) B.2f(ln2)<3f(ln3)
C.3f(ln2)>2f(ln3) D.3f(ln2)<2f(ln3)
故選C.
例4 定義在R上的函數(shù)f(x),導函數(shù)是f′(x),若f′(x)+f(x)>1,f(0)=2018,則不等式exf(x)>ex+2017(其中e為自然對數(shù)的底數(shù))的解集是 .
分析構造函數(shù)g(x)=exf(x)-ex-2017,∴g′(x)=exf(x)+exf′(x)-ex=ex(f(x)+f′(x))-ex>0,∴g(x)是增函數(shù),而g(0)=e0f(0)-e0-2017=0,∴x>0時,g(x)>0,即exf(x)>ex+2017,故答案為(0,+∞).
評析所求不等式中有函數(shù)exf(x),其導數(shù)為ex(f(x)+f′(x)),從而聯(lián)想構造函數(shù),g(x)=exf(x)-ex-2017,這樣將條件和所求取得聯(lián)系,利用函數(shù)的單調性求解.
在解決問題的過程中,為了充分利用條件,要對條件和結論進行恒等變形,通過發(fā)展條件,轉化結論,拉近已知與所求的距離,使他們形成有效對接,達到解題目的.本題就是將結論進行轉化,形成兩個函數(shù)值比較大小的結構,從而構造函數(shù),再通過導數(shù)不等式,確定函數(shù)的單調性,利用函數(shù)的單調性得以解決.
從以上可以看出,在解決數(shù)學問題時,要樹立目標意識,咬定目標不放松,善于對題目進行整體分析,并把已知作為基本素材,搭建向目標邁進的橋梁,在前進的路途中,要有大局意識,綜合考量,偶遇險灘,也不必驚慌,時刻把準方向,以基本技能為槳,以所學知識為綱,這樣便能夠順利到達題目的彼岸!