函數(shù)是現(xiàn)代數(shù)學(xué)最基本的概念,是描述客觀世界中變量關(guān)系和規(guī)律的最基本的數(shù)學(xué)語(yǔ)言和工具,是貫穿高中數(shù)學(xué)課程的主線.然而,函數(shù)具有的高度抽象性和形式化等特點(diǎn),增加了學(xué)生對(duì)函數(shù)本質(zhì)理解的困難,使得學(xué)生難以把握變量之間的關(guān)系以及建立適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)模型來(lái)解決現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)際問(wèn)題.函數(shù)構(gòu)造在高中數(shù)學(xué)解題中有著重要的應(yīng)用價(jià)值,主要出現(xiàn)在考查函數(shù)的性質(zhì)與導(dǎo)數(shù)綜合應(yīng)用的高考試題中,此類試題考查函數(shù)與方程思想、轉(zhuǎn)化與化歸思想,考查數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)運(yùn)算等數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),總體考查難度較大,是近幾年高考數(shù)學(xué)試題的熱點(diǎn)題型.
函數(shù)構(gòu)造是從題設(shè)條件和要解決目標(biāo)的結(jié)構(gòu)特征出發(fā),結(jié)合函數(shù)的求導(dǎo)運(yùn)算法則,有目的、有意識(shí)地構(gòu)造一個(gè)新函數(shù)輔助解題,將原問(wèn)題轉(zhuǎn)化為新函數(shù)的求導(dǎo)和單調(diào)性等性質(zhì)問(wèn)題,從而簡(jiǎn)捷高效且創(chuàng)造性地解決問(wèn)題.函數(shù)構(gòu)造是一種創(chuàng)造性思維的過(guò)程,具有較大的靈活性和技巧性,不同的關(guān)系式可以構(gòu)造不同的函數(shù).如何構(gòu)造合適的函數(shù)順利解題是一個(gè)難點(diǎn),但不同類型關(guān)系式有著相應(yīng)的函數(shù)構(gòu)造規(guī)律.下面,筆者對(duì)函數(shù)構(gòu)造的技巧做一總結(jié).
一、構(gòu)造和差形式函數(shù)
在導(dǎo)數(shù)應(yīng)用客觀題中,若題目條件是關(guān)于f′(x)關(guān)系式,所求解集是與f(x)有關(guān)的不等式,則求解此類問(wèn)題的關(guān)鍵是構(gòu)造出與所求解集的不等式緊密聯(lián)系的函數(shù),而構(gòu)造函數(shù)的要點(diǎn)在于把握題中代數(shù)式的數(shù)值特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)特征,對(duì)所求解集的不等式做適當(dāng)變形構(gòu)造新函數(shù),最終將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為利用導(dǎo)數(shù)研究新構(gòu)造函數(shù)的單調(diào)性.此類問(wèn)題構(gòu)造函數(shù)的基本規(guī)律為:對(duì)于
f′(x)±g′(x)gt;0,構(gòu)造h(x)=f(x)±g(x),則h′(x)=f′(x)±g′(x).
技巧一:構(gòu)造f(x)±g(x)型函數(shù)
例1.定義在R上的函數(shù)f(x)滿足f(x)-f′(x)+exlt;0(e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)),其中f′(x)為f(x)的導(dǎo)函數(shù),若f(x)=3e3,則f(x)gt;xex的解集為(" )
A.(-∞,2)""""" B.(2,+∞)
C.(-∞,3)D.(3,+∞)
解析:設(shè)g(x)=f(x)ex-x,則g(3)=f(3)e3-3=0,
所以f(x)gt;xex等價(jià)于g(x)gt;0=g(3),
由題意得f′(x)-f(x)-exgt;0,則g′(x)=f′(x)-f(x)ex-1=f′(x)-f(x)-exexgt;0,
所以g(x)在R上單調(diào)遞增,所以由g(x)gt;g(3),得xgt;3.故選:D.
評(píng)注:本題考查函數(shù)性質(zhì)與導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用,考查函數(shù)構(gòu)造的思想方法,題目較難.結(jié)合條件不等式“f(x)-f′(x)+exlt;0”和所求解不等式“f(x)gt;xex”,構(gòu)造函數(shù)g(x)=f(x)ex-x,求導(dǎo)利用單調(diào)性求解.解此類題需同時(shí)觀察條件和所求解不等式,構(gòu)造f(x)±g(x)型函數(shù)作為突破口.
變式1.已知函數(shù)f(x)在R上的導(dǎo)函數(shù)為f′(x),且f′(x)-1lt;0,則f(x)+2x-8gt;f(3x-8)的解集為(" )
A.(-∞,4)B.(0,+∞)
C.(-∞,0)D.(4,+∞)
解析:令g(x)=f(x)-x,則g′(x)=f′(x)-1lt;0,即g(x)在R上單調(diào)遞減.
由g(x)=f(x)-x,得f(x)=g(x)+x,
則f(x)+2x-8=g(x)+x+2x-8gt;f(3x-8)=g(3x-8)+3x-8,
得g(x)gt;g(3x-8),所以xlt;3x-8,得xgt;4,
所以原不等式的解集為(4,+∞),故選:D.
二、構(gòu)造積商形式函數(shù)
在導(dǎo)數(shù)應(yīng)用客觀題中,常出現(xiàn)一類不給出函數(shù)的具體解析式,只給出f(x)與f′(x)關(guān)系式的問(wèn)題.解決此類問(wèn)題,可結(jié)合函數(shù)的積或商的求導(dǎo)運(yùn)算法則,[f(x)g(x)]′=f′(x)g(x)+f(x)g′(x),f(x)g(x)′=f′(x)g(x)-f(x)g′(x)[g(x)]2,觀察這兩個(gè)式子的結(jié)構(gòu)特征,發(fā)現(xiàn)f(x)g(x)型導(dǎo)函數(shù)中體現(xiàn)的是加法,f(x)g(x)型導(dǎo)函數(shù)中體現(xiàn)的是減法.在實(shí)際求解時(shí),應(yīng)根據(jù)具體導(dǎo)函數(shù)的特點(diǎn)來(lái)構(gòu)造新函數(shù),并利用該函數(shù)的單調(diào)性解決問(wèn)題.此類問(wèn)題構(gòu)造函數(shù)的基本規(guī)律為:
(1)對(duì)于x·f′(x)±k·f(x)gt;0,“加法”構(gòu)造g(x)=xk·f(x),“減法”構(gòu)造g(x)=f(x)xk.
(2)對(duì)于f′(x)±k·f(x)gt;0,“加法”構(gòu)造g(x)=ekx·f(x),“減法”構(gòu)造g(x)=f(x)ekx.
(3)對(duì)于sinx·f′(x)±cosx·f(x)gt;0,“加法”構(gòu)造g(x)=sinx·f(x),“減法”構(gòu)造g(x)=f(x)sinx.
(4)對(duì)于cosx·f′(x)sinx·f(x)gt;0,“減法”構(gòu)造g(x)=cosx·f(x),“加法”構(gòu)造g(x)=f(x)cosx.
(5)對(duì)于f′(x)lnx±f(x)xgt;0,“加法”構(gòu)造構(gòu)造g(x)=lnx·f(x),“減法”構(gòu)造g(x)=f(x)lnx.
技巧二:構(gòu)造xk·f(x)或f(x)xk型函數(shù)
例2.已知函數(shù)f(x)滿足f(x)=f(-x),且當(dāng)x∈(-∞,0]時(shí),f(x)+xf′(x)lt;0成立,若a=(20.6)·f(20.6),b=(ln2)·f(ln2),c=(log218)·f(log218),則a,b,c的大小關(guān)系是(" )
A.agt;bgt;cB.cgt;bgt;a
C.agt;cgt;bD.cgt;agt;b
解析:因?yàn)楹瘮?shù)f(x)滿足f(x)=f(-x),且在R上是連續(xù)函數(shù),所以函數(shù)f(x)是偶函數(shù),令g(x)=xf(x),則g(x)是奇函數(shù),且在R上連續(xù),則g′(x)=f(x)+xf′(x),
因?yàn)楫?dāng)x∈(-∞,0]時(shí),f(x)+xf′(x)lt;0成立,即g′(x)lt;0,
所以g(x)在(-∞,0]上單調(diào)遞減,又因?yàn)間(x)在R上是連續(xù)函數(shù),且是奇函數(shù),所以g(x)在R上單調(diào)遞減,則a=g(20.6),b=g(ln2),c=g(log218),
因20.6gt;1,0lt;ln2lt;1,log218=-3lt;0,所以log218lt;0lt;ln2lt;1lt;20.6,即cgt;bgt;a,
故選:B.
評(píng)注:本題考查綜合化,函數(shù)的性質(zhì)與導(dǎo)數(shù)、比較數(shù)的大小關(guān)系等知識(shí)的融合考查,素養(yǎng)上側(cè)重考查以題目條件為抓手進(jìn)行函數(shù)構(gòu)造,靈活考查了學(xué)生創(chuàng)新思維和邏輯思維能力,屬于較難題.解題關(guān)鍵是構(gòu)造函數(shù)g(x)=x·f(x),求導(dǎo)后通過(guò)單調(diào)性比較大小.題中不等式f(x)+xf′(x)lt;0及a,b,c滿足x·f(x)的形式為利用構(gòu)造法的數(shù)學(xué)思想解題提供了依據(jù),便于快速找到解題的突破口.
變式2.函數(shù)f(x)在定義域(0,+∞)內(nèi)恒滿足:①f(x)gt;0,②2f(x)lt;xf′(x)lt;3f(x),其中f′(x)為f(x)的導(dǎo)函數(shù),則(" )
A.14lt;f(1)f(2)lt;12B.116lt;f(1)f(2)lt;18
C.13lt;f(1)f(2)lt;12
D.18lt;f(1)f(2)lt;14
解析:令g(x)=f(x)x2,x∈(0,+∞),g′(x)=xf′(x)-2f(x)x3,
∵x∈(0,+∞),2f(x)lt;xf′(x),
∴f(x)gt;0,g′(x)gt;0,
∴函數(shù)g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,
∴g(1)lt;g(2),即4f(1)lt;f(2),f(1)f(2)lt;14,
令h(x)=f(x)x3,x∈(0,+∞),h′(x)=xf′(x)-3f(x)x4,
∵x∈(0,+∞),xf′(x)lt;3f(x),h′(x)lt;0,
∴函數(shù)h(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減,
∴h(1)gt;h(2),即f(1)gt;f(2)8,
故選D.
技巧三:構(gòu)造ekx·f(x)或f(x)ekx型函數(shù)
例3.已知定義在(0,+∞)上的函數(shù)f(x)的導(dǎo)函數(shù)為f′(x),滿足f(x)gt;0.當(dāng)xgt;0時(shí),f′(x)lt;2f(x).當(dāng)x≥2時(shí),f′(x)gt;f(x),且f(3-x)=f(1+x)e2-2x,其中e是自然對(duì)數(shù)的底數(shù).則f(1)f(4)的取值范圍為(" )
A.12e6,1e3B.1e6,1e3
C.1e3,e3
D.(e3,e6)
解析:根據(jù)題意,設(shè)g(x)=f(x)ex(xgt;0),h(x)=f(x)e2x(xgt;0).
∵f(3-x)=f(1+x)e2-2x,∴f(3-x)e3-x=f(1+x)e1+x,
即g(3-x)=g(1+x),∴g(1)=g(3).
對(duì)于g(x)=f(x)ex,
∵x≥2,f′(x)gt;f(x),其導(dǎo)數(shù)g′(x)=f′(x)ex-f(x)exe2x=f′(x)-f(x)exgt;0,
則有g(shù)(x)=f(x)ex在區(qū)間[2,+∞)上單調(diào)遞增,所以g(1)=g(3)lt;g(4),即f(1)elt;f(4)e4,
變形可得f(1)f(4)lt;1e3;對(duì)于h(x)=f(x)e2x,
∵xgt;0時(shí),f′(x)lt;2f(x),其導(dǎo)數(shù)h′(x)=f′(x)e2x-2f(x)e2xe4x=f′(x)-2f(x)e2xlt;0,
則h(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減,所以h(1)gt;h(4),即f(1)e2gt;f(4)e8,f(1)f(4)gt;1e6,
綜合可得:1e6lt;f(1)f(4)lt;1e3,即f(1)f(4)的范圍為1e6,1e3.故選:B.
評(píng)注:將f(3-x)=f(1+x)e2-2x變形為“f(3-x)e3-x=f(1+x)e1+x”,結(jié)合已知不等式“f′(x)lt;2f(x)、f′(x)gt;f(x)”,構(gòu)造函數(shù)g(x)=f(x)ex和h(x)=f(x)e2x,求導(dǎo)判斷單調(diào)性,進(jìn)而求解.
變式3.已知函數(shù)f(x)在R上可導(dǎo),其導(dǎo)函數(shù)為f′(x),若f(x)滿足:當(dāng)x≠1時(shí),(x-1)[f′(x)+f(x)]gt;0,f(x)=e2-2xf(2-x),則下列判斷一定正確的是(" )
A.f(1)lt;f(0)
B.e4f(4)lt;f(0)
C.ef(2)gt;f(0)
D.e3f(3)gt;f(0)
解析:構(gòu)造函數(shù)g(x)=f(x)ex,則g′(x)=ex[f′(x)+f(x)],由(x-1)[f′(x)+f(x)]gt;0,得當(dāng)xgt;1時(shí),f′(x)+f(x)gt;0,
當(dāng)xlt;1時(shí),f′(x)+f(x)lt;0.所以g(x)在(1,+∞)單調(diào)遞增,在(-∞,1)單調(diào)遞減,
而g(2-x)=f(2-x)e2-x=f(x)e2-2xe2-x=f(x)ex=g(x),
所以g(x)關(guān)于x=1對(duì)稱,故g(3)=f(3)e3=g(-1)gt;g(0)=f(0),
得到f(3)e3gt;f(0),故選:D.
技巧四:構(gòu)造sinx·f(x)或cosx·f(x)或f(x)sinx或f(x)cosx型函數(shù)
例4.已知定義在(0,π2)上的函數(shù)f(x),f′(x)為其導(dǎo)數(shù),且f(x)lt;f′(x)tanx恒成立,則(" )
A.3f(π4)lt;2f(π3)
B.2f(π6)lt;f(π4)
C.3f(π6)lt;f(π3)
D.f(1)lt;2f(π6)sin1
解析:因?yàn)閤∈(0,π2),所以sinxgt;0,cosxgt;0,
則由f(x)lt;f′(x)tanx得f(x)lt;f′(x)sinxcosx,即cosxf(x)-sinxf′(x)lt;0.
令F(x)=sinxf(x),則F′(x)=cosxf(x)-sinxf′(x)[f(x)]2lt;0,
所以F(x)在(0,π2)上遞減,所以F(π6)gt;F(π3),即sinπ6f(π6)gt;sinπ3f(π3),即3f(π6)lt;f(π3),
故選:C.
評(píng)注:本題以三角函數(shù)為載體,考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,重點(diǎn)考查了函數(shù)構(gòu)造的思想方法,屬于較難題.將條件中不等式“f(x)lt;f′(x)tanx”變形為“cosxf(x)-sinxf′(x)lt;0”,構(gòu)造函數(shù)F(x)=sinxf(x),利用函數(shù)F(x)=sinxf(x)的單調(diào)性,對(duì)四個(gè)選項(xiàng)的不等式是否成立做出判斷.
變式4.定義在R上的連續(xù)函數(shù)f(x)的導(dǎo)函數(shù)為f′(x),且cosxf′(x)lt;(cosx+sinx)f(x)成立,則下列各式一定成立的是(" )
A.f(0)=0B.f(0)lt;0
C.f(π)gt;0D.f(π2)=0
解析:由題可得cosxf′(x)-sinxf(x)lt;cosxf(x),所以[cosxf(x)]′lt;cosxf(x).
設(shè)g(x)=cosxf(x)ex,則g′(x)=[cosxf(x)]′-cosxf(x)exlt;0,所以g(x)在R上單調(diào)遞減,且g(π2)=0.
由g(0)gt;g(π2)gt;g(π)得f(0)gt;0gt;-f(π)eπ,所以f(0)gt;0,f(π)gt;0,所以A、B錯(cuò)誤,C正確.
把x=π2代入cosxf′(x)lt;(cosx+sinx)f(x)得f(π2)gt;0,所以D錯(cuò)誤,故選:C.
技巧五:構(gòu)造lnx·f(x)或f(x)lnx型函數(shù)
例5.已知e是自然對(duì)數(shù)的底數(shù),函數(shù)f(x)的定義域?yàn)椋?,+∞),f′(x)是f(x)的導(dǎo)函數(shù),且f(x)x+lnx·f′(x)gt;0,則(" )
A.f(1e)+f(e)gt;0
B.f(1e)lt;0
C.f(e)lt;0
D.f(1)=0
解析:令函數(shù)g(x)=lnx·f(x),則g′(x)=f(x)x+lnx·f′(x)gt;0,g(x)在(0,+∞)上遞增.
又g(1)=0,所以g(e)=f(e)gt;0,g(1e)=-f(1e)lt;0,即f(1e)gt;0,f(1)的大小不確定.故選:A.
評(píng)注:已知不等式“f(x)x+lnx·f′(x)gt;0”,則構(gòu)造函數(shù)g(x)=lnx·f(x),求導(dǎo)得g(x)=lnx·f(x)的單調(diào)性,再判斷f(e),f(1e),f(1)的大小關(guān)系.
變式5.已知定義在(0,+∞)上的函數(shù)f(x)的導(dǎo)數(shù)為f′(x),且f′(x)(xlnx2)gt;2f(x),則(" )
A.6f(e)gt;2f(e3)gt;3f(e2)
B.6f(e)lt;3f(e2)lt;2f(e3)
C.6f(e)gt;3f(e2)gt;2f(e3)
D.6f(e)lt;2f(e3)lt;3f(e2)
解析:令g(x)=f(x)lnx2,則g′(x)=f′(x)lnx2-2xx2f(x)(lnx2)2=f′(x)(xlnx2)-2f(x)x(lnx2)2gt;0,故函數(shù)g(x)在(0,+∞)遞增,故g(e)lt;g(e2)lt;g(e3),故6f(e)lt;3f(e2)lt;2f(e3),故選:B.
三、同構(gòu)法解題
同構(gòu)是指通過(guò)研究題目中代數(shù)式的結(jié)構(gòu)特征,通過(guò)變形得到一個(gè)結(jié)構(gòu)相同的函數(shù),最終將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為利用導(dǎo)數(shù)研究新構(gòu)造函數(shù)的單調(diào)性,從而達(dá)到解題的目的.同構(gòu)函數(shù)的構(gòu)造需要考生對(duì)題目條件的結(jié)構(gòu)特征具有較強(qiáng)的變形能力和觀察能力才能順利解決問(wèn)題.構(gòu)造同構(gòu)函數(shù)的題型有:①雙變量問(wèn)題,首先將條件式中的變量分離,化為等式或不等式的左右兩側(cè)只含一個(gè)變量且結(jié)構(gòu)相同,把雙變量問(wèn)題轉(zhuǎn)化為單變量問(wèn)題,再根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)構(gòu)造同構(gòu)函數(shù),最后結(jié)合同構(gòu)函數(shù)的單調(diào)性得出兩個(gè)變量的關(guān)系,進(jìn)而解決問(wèn)題.②對(duì)于既含ex又含lnx的混合型等式或不等式,可以靈活運(yùn)用指數(shù)和對(duì)數(shù)運(yùn)算法則將其適當(dāng)變形后構(gòu)建同構(gòu)函數(shù),常見(jiàn)的指對(duì)同構(gòu)變形有:
積型:aea≤blnb,①同左形式aea≤lnb·elnb,構(gòu)造f(x)=xex;②同右形式ealnea≤blnb,構(gòu)造f(x)=xlnx;③取對(duì)數(shù)形式a+lna≤lnb+ln(lnb)(bgt;1),構(gòu)造f(x)=x+lnx.
商型:eaa≤blnb,①同左形式eaa≤elnblnb,構(gòu)造f(x)=exx;②同右形式ealnea≤blnb,構(gòu)造f(x)=xlnx;③取對(duì)數(shù)形式a-lna≤lnb-ln(lnb)(bgt;1),構(gòu)造f(x)=x-lnx.
和型:ea±a≤b±lnb,①同左形式ea±a≤elnb±lnb,構(gòu)造f(x)=ex±x;②同右ea±lnea≤b±lnb,構(gòu)造f(x)=x±lnx.
技巧六:同構(gòu)法解決雙變量問(wèn)題
例6.對(duì)于任意x1,x2∈[1,+∞),當(dāng)x2gt;x1時(shí),恒有alnx2x1lt;2(x2-x1)成立;則實(shí)數(shù)a的取值范圍是(" )
A.(-∞,0]B.(-∞,1]
C.(-∞,2]D.(-∞,3]
解析:對(duì)于任意x1,x2∈[1,+∞),當(dāng)x2gt;x1時(shí),恒有alnx2x1lt;2(x2-x1)成立,即alnx2-2x2lt;alnx1-2x1成立,令f(x)=alnx-2x,∴f(x2)lt;f(x1),∴f(x)在[1,+∞)上單調(diào)遞減,∴f′(x)=ax-2≤0在[1,+∞)恒成立,∴a≤2x在[1,+∞)恒成立.
∵當(dāng)x≥1,2x≥2,∴實(shí)數(shù)a的取值范圍為(-∞,2],故選:C.
評(píng)注:本題關(guān)鍵思路是利用同構(gòu)思想將已知條件“alnx2x1lt;2(x2-x1)”變量分離,得到左右兩邊結(jié)構(gòu)相同的式子“alnx2-2x2lt;alnx1-2x1”,構(gòu)造同構(gòu)函數(shù)f(x)=alnx-2x,將雙變量不等式轉(zhuǎn)化為單變量函數(shù)的單調(diào)性問(wèn)題,求導(dǎo),令f′(x)≤0恒成立,即可求出a的取值范圍.
變式6.已知變量x1,x2∈(0,m)(mgt;0),且x1lt;x2,若x1x2lt;x2x1,則m的最大值為""" .
解析:不等式兩邊同時(shí)取對(duì)數(shù)得lnx1x2lt;lnx2x1,即x2lnx1lt;x1lnx2,又x1,x2∈(0,m),即lnx1x1lt;lnx2x2成立.
設(shè)f(x)=lnxx,x∈(0,m),∵x1lt;x2,f(x1)lt;f(x2),則函數(shù)f(x)在(0,m)上為增函數(shù),函數(shù)的導(dǎo)數(shù)f′(x)=1-lnxx2,由f′(x)gt;0得1-lnxgt;0得lnxlt;1,得0lt;xlt;e,即函數(shù)f(x)的最大增區(qū)間為(0,e),則m的最大值為e.
故答案為:e.
技巧七:同構(gòu)法解決指對(duì)問(wèn)題
例7.設(shè)實(shí)數(shù)λgt;0,若對(duì)任意實(shí)數(shù)x∈(0,+∞),不等式eλx-lnxλ≥0恒成立,則λ的最小值為""" .
解析:不等式eλx-lnxλ≥0變形為λeλx≥lnx,同構(gòu)變換得到λxeλx≥lnxelnx,
構(gòu)造同構(gòu)函數(shù):
f(x)=xex,當(dāng)x∈(0,+∞)時(shí),f′(x)=(x+1)exgt;0,f(x)單調(diào)遞增,則λx≥lnx恒成立,分離參數(shù)得λ≥lnxxmax,令h(x)=lnxx,則h′(x)=1-lnxx2,
令h′(x)=0得x=e,所以x∈(0,e)時(shí),h′(x)gt;0,h(x)單調(diào)遞增,x∈(e,+∞)時(shí),h′(x)lt;0,h(x)單調(diào)遞減,因此h(x)在x=e處取得極大值即最大值,h(x)max=h(e)=1e,故λ的最小值為1e.
評(píng)注:求解本題的關(guān)鍵是對(duì)λeλx≥lnx進(jìn)行指對(duì)同構(gòu)變形得到λxeλx≥lnxelnx,構(gòu)造同構(gòu)函數(shù)f(x)=xex,求導(dǎo)判斷單調(diào)性后,將問(wèn)題等價(jià)轉(zhuǎn)化為求λ≥lnxxmax.
變式7.已知x0是函數(shù)f(x)=x2ex-2+lnx-2的零點(diǎn),則e2-x0+lnx0=""" .
解析:由f(x0)=0,得x02ex0-2=2-lnx0,兩邊取自然對(duì)數(shù),得2lnx0+x0-2=ln(2-lnx0),同構(gòu)變形為lnx0+x0=ln(2-lnx0)+(2-lnx0).構(gòu)造函數(shù)F(t)=lnt+t(tgt;0),則F′(t)=1t+1gt;0,所以F(t)是增函數(shù),又因?yàn)镕(x0)=F(2-lnx0),故x0=2-lnx0,即lnx0=2-x0,則e2-x0=x0,故e2-x0+lnx0=x0+lnx0=2.
評(píng)注:積型指對(duì)函數(shù)的零點(diǎn)問(wèn)題,可嘗試兩邊取自然對(duì)數(shù),同構(gòu)變形后,構(gòu)造函數(shù),利用單調(diào)性求解.同構(gòu)函數(shù)可以便捷解決指對(duì)混合不等式問(wèn)題,如恒成立問(wèn)題、求參數(shù)范圍或零點(diǎn)問(wèn)題.
由此可見(jiàn),利用函數(shù)構(gòu)造的思想方法能高效求解高中數(shù)學(xué)問(wèn)題,對(duì)于解決某類題有著顯著的優(yōu)勢(shì),轉(zhuǎn)換思路簡(jiǎn)化解題過(guò)程,將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化,將抽象問(wèn)題具體化.函數(shù)構(gòu)造的關(guān)鍵是熟悉基本初等函數(shù)的加減乘除或復(fù)合的求導(dǎo)形式,快速識(shí)別題設(shè)的結(jié)構(gòu)特征,構(gòu)建合適函數(shù)輔助解題.因此,掌握函數(shù)構(gòu)造的技巧,將有助于開(kāi)拓解題思路以及提升解題的效率.
【本文系全國(guó)教育規(guī)劃課題(教育部重點(diǎn)課題)“粵港澳大灣區(qū)背景下中學(xué)拔尖創(chuàng)新人才高中—高校貫通式培養(yǎng)的路徑研究”(立項(xiàng)號(hào):DHA230397,主持人:葉麗琳)研究成果】
責(zé)任編輯" 徐國(guó)堅(jiān)