福建省莆田第二中學 (351131) 謝新華
*福建省教育科學“十三五”規(guī)劃課題2020年度教育教學改革專項課題:學科素養(yǎng)視域下“讀思達”教學法的數(shù)學課堂應用研究(項目編號:Fjjgzx20-077).
解題中若遇到有關不等式、方程及最值之類的問題,常常需要設法建立起目標函數(shù),確定變量的限制條件,再通過研究函數(shù)的單調(diào)性、最值等問題,使問題變得明了,所以解這類不等式的通法就是構造合適的函數(shù).本文例舉含導函數(shù)及其抽象函數(shù)不等式問題求解的一般策略.
類型一:f′(x)g(x)±f(x)g′(x)型
例1 已知定義在R上的可導函數(shù)f(x),對于任意實數(shù)x都有f(-x)=f(x)-2x成立,且當x∈(-∞,0]時,都有f′(x)<2x+1成立.若f(2m)-3m2 例2 設f(x),g(x)分別是定義在R上的奇函數(shù)和偶函數(shù),f′(x),g′(x)為其導函數(shù),當x<0時,f′(x)·g(x)+f(x)·g′(x)>0且g(-3)=0,則不等式f(x)·g(x)<0的解集是( ). A.(-3,0)∪(3,+∞) B.(-3,0)∪(0,3) C.(-∞,-3)∪(3,+∞) D.(-∞,-3)∪(0,3) 解析:設F(x)=f(x)g(x),當x<0時,F(xiàn)′(x)=f′(x)·g(x)+f(x)·g′(x)>0,所以F(x)在(-∞,0)上為增函數(shù),因為f(x),g(x)分別是定義在R上的奇函數(shù)和偶函數(shù),所以f(-x)=-f(x),g(-x)=g(x),所以F(-x)=f(-x)g(-x)=-f(x)g(x)=-F(x),即F(x)為R上的奇函數(shù).所以F(x)在(0,+∞)上為增函數(shù).又因為g(-3)=0,故有F(-3)=F(3)=0.所以x∈(-∞,-3)∪(0,3)時,f(x)·g(x)<0.故選D. 類型二:xf′(x)±nf(x)型 例3 已知函數(shù)f(x)的定義域為(0,+∞),且3f(x)+xf′(x)>0恒成立,其中f′(x)是f(x)的導函數(shù),若(m-2020)3f(m-2020)>f(1),則實數(shù)m的取值范圍是( ). A.(2019,2020) B.(2019,2021) C.(2019,+∞) D.(2021,+∞) 例4 函數(shù)f(x)的定義域為(-∞,0)∪(0,+∞),f′(x)是導函數(shù),且滿足xf′(x)-2f(x)>0,若f(x)是偶函數(shù),f(1)=1,則不等式f(x)>x2的解集為________________. 類型三:f′(x)±λf(x)型 例5 已知f′(x)是定義在R上的函數(shù)f(x)的導函數(shù),且f(x)+f′(x)>0,則a=2f(ln2),b=ef(1),c=f(0)的大小關系為________________. 解析:設g(x)=f(x)ex,則g′(x)=f′(x)ex+f(x)ex=ex[f′(x)+f(x)],因為f(x)+f′(x)>0對于x∈R恒成立,所以g′(x)=ex[f′(x)+f(x)]>0,所以g(x)=f(x)ex在R上單調(diào)遞增,a=2f(ln2)=eln2f(ln2)=g(ln2),b=ef(1)=e1f(1)=g(1),c=f(0)=e0f(0)=g(0),因為0 例6 若函數(shù)y=f(x)的定義域為R,對于?x∈R,f′(x) A.(2,+∞) B.(0,+∞) C.(-∞,0) D.(-∞,2) 類型四:sinx·f′(x)±cosx·f(x)或cosxf′(x)±sinx·f(x)型