吳必潛
在解題時,我們常常會遇到一些較為復雜的與導數(shù)有關的不等式問題.由于此類問題中一般含有導數(shù),我們很難快速求得函數(shù)的解析式,此時可考慮根據(jù)導數(shù)的運算法則構造函數(shù)來進行求解.其中,特殊指數(shù)函數(shù)y=e x在導數(shù)運算中有一個特殊的性質(zhì):(e x)y=e x,在解答與導數(shù)有關的不等式問題時,我們可以巧借這一性質(zhì)來構造函數(shù),根據(jù)導數(shù)的運算法則來解題.
例1.設函數(shù)f(x)的定義域為R,且對任意x∈R,f'(x)+f(x)>0,則對任意正數(shù)a,必有(
).
A.f(a)>e a f(0)
B.f (a)
c.f(a)
D.f(a)>f(0)/fe a
解:構造函數(shù)g(x)=e xf (x),
因為f'(x)+f(x)>0,所以g'(x)=e x[f'(x)+f(x)]>0,
所以g(x)在R上單調(diào)遞增.
又a>0,所以g(a>g(0),即ea f(a)> eo f(0),
所以f(a)>f(0)/e a故選D.
當遇到形如af'(x)+bf(x)的不等式問題時,可巧借指數(shù)函數(shù)y= ex的性質(zhì),并結合導數(shù)“積”的運算法則(uv)'=u'v+uv',構造函數(shù)ke xf(x),利用函數(shù)的單調(diào)性解題.本題就是借助指數(shù)函數(shù)y=e x的性質(zhì)來構造函數(shù)g(x)=e xf(x),在判斷出函數(shù)g(x)的單調(diào)性后,結合a與0之間的大小關系,得出結論.
例2.已知定義在(0,+∞上的函數(shù)f(x)的導函數(shù)為f'(x),若礦xf'(x)一(1+x)f(x)>0,且f(1)=e,其中e為自然對數(shù)的底數(shù),則不等式f(lnx)
).
A.(0,e)B.(e,+∞)
C.(1,e)
D.(0,1)
解:由xf'(x)-(l+x)f(x)>0構造函數(shù)g(x)=f(x)/xe x
(x>0)
則g'(x)=
所以函數(shù)g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增.
因為由函數(shù)f(x)的定義域可知Inx>0,即x>l,
由不等式.f(Inx)
<1,
則
,即g(lnx)
于是可得O
當遇到形如af'(x) - bf (x)的不等式問題時,可巧借指數(shù)函數(shù)y=e x的性質(zhì),并結合導數(shù)“商”的運算法則
,靈活構造函數(shù)
,然后利用函數(shù)的單調(diào)性求解.
例3.已知定義在R上的奇函數(shù)f(x)的導函數(shù)為f'(x),當x<0時,f(x)滿足2f(x)+xf'(x)
A.0
B.1
C.2
D.3
解:當x<0時,不等式2f(x)+xf'(x) X2f(X),也等價于[2xf(x)+x 2f'(x)].e x- x2f(x)·(ex)'>0.于是想到導數(shù)“商”的運算法則,構造函數(shù)g(x)=,
當x<0時,g'(x):
>0.
所以函數(shù)g(x)在(-∞,0)上單調(diào)遞增;
當x<0時,g(x)
根據(jù)f (x)是R上的奇函數(shù)知:當x>0時,由-x<0得f(-x)<0,此時f(x)=-f(-x)>0.
又廠(0)=0,故f(x)在R上只有一個零點.故選B.
利用構造函數(shù)法求解本題,需要先對不等式2f(x)+xf'(x)
綜上所述,借助指數(shù)函數(shù)y=e x的性質(zhì)來構造函數(shù)解答不等式問題的關鍵在于:(l)明確指數(shù)函數(shù)y=e x的性質(zhì);(2)靈活運用導數(shù)的運算法則;(3)巧妙利用新函數(shù)的單調(diào)性.
(作者單位:寧夏石嘴山市第一中學)