格物学 第五章 一元函数的导数及其应用导数在研究函数中的应用

导数中的函数构造问题-导数在研究函数中的应用知识点教师选题进阶自测题答案-宁夏回族自治区等高二数学选择必修,平均正确率36.0%

2025-05-20
导数中的函数构造问题-导数在研究函数中的应用知识点教师选题进阶自测题答案-宁夏回族自治区等高二数学选择必修,平均正确率36.0%
1、['利用函数单调性解不等式', '导数与单调性', '函数单调性与奇偶性综合应用', '导数中的函数构造问题']

正确率40.0%已知$${{f}{(}{x}{)}}$$是定义在$${{R}}$$上的偶函数$${,{{f}^{′}}{(}{x}{)}}$$是$${{f}{(}{x}{)}}$$的导函数,当$${{x}{>}{0}}$$时$$\frac{, ~ \frac{x f^{\prime} ( x )-f ( x )} {x^{2}} > 0,} {}$$且$${{f}{(}{−}{2}{)}{=}{0}{,}}$$则不等式$$\frac{f ( x )} {x} > 0$$的解集是(

C

A.$${{(}{−}{2}{,}{0}{)}{∪}{(}{0}{,}{2}{)}}$$

B.$${{(}{−}{∞}{,}{−}{2}{)}{∪}{(}{2}{,}{+}{∞}{)}}$$

C.$${{(}{−}{2}{,}{0}{)}{∪}{(}{2}{,}{+}{∞}{)}}$$

D.$${{(}{−}{∞}{,}{−}{2}{)}{∪}{(}{0}{,}{2}{)}}$$

2、['利用导数讨论函数单调性', '导数中的函数构造问题', '利用函数单调性比较大小']

正确率40.0%定义在$${({0}{,}{+}{∞}{)}}$$上的函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的导函数为$${{f}^{′}{(}{x}{)}}$$,且对$${{∀}{x}{∈}{(}{0}{,}{+}{∞}{)}}$$都有$$f^{\prime} ( x ) l n x < \frac{1-l n x} {x} f ( x )$$,则(

D

A.$${{4}{f}{(}{e}{)}{>}{{e}^{3}}{f}{(}{{e}^{4}}{)}{>}{2}{e}{f}{(}{{e}^{2}}{)}}$$

B.$${{e}^{3}{f}{(}{{e}^{4}}{)}{>}{2}{e}{f}{(}{{e}^{2}}{)}{>}{4}{f}{(}{e}{)}}$$

C.$${{e}^{3}{f}{(}{{e}^{4}}{)}{>}{4}{f}{(}{e}{)}{>}{2}{e}{f}{(}{{e}^{2}}{)}}$$

D.$${{4}{f}{(}{e}{)}{>}{2}{e}{f}{(}{{e}^{2}}{)}{>}{{e}^{3}}{f}{(}{{e}^{4}}{)}}$$

3、['函数奇偶性的应用', '利用函数单调性解不等式', '导数与单调性', '导数中的函数构造问题']

正确率19.999999999999996%设定义在$${{R}}$$上的函数$${{f}{(}{x}{)}}$$,满足$${{f}{(}{x}{)}{>}{1}{,}{y}{=}{f}{(}{x}{)}{−}{3}}$$为奇函数,且$${{f}{(}{x}{)}{+}{{f}^{′}}{(}{x}{)}{>}{1}}$$,则不等式$${{l}{n}{(}{f}{(}{x}{)}{−}{1}{)}{>}{l}{n}{2}{−}{x}}$$的解集为(

D

A.$${({1}{,}{+}{∞}{)}}$$

B.$${({−}{∞}{,}{0}{)}{∪}{(}{1}{,}{+}{∞}{)}}$$

C.$${({−}{∞}{,}{0}{)}{∪}{(}{0}{,}{+}{∞}{)}}$$

D.$${({0}{,}{+}{∞}{)}}$$

4、['导数中的函数构造问题', '利用函数单调性比较大小']

正确率40.0%已知定义在$${{R}}$$上的可导函数$${{f}{(}{x}{)}}$$满足$${{f}^{′}{(}{x}{)}{+}{f}{(}{x}{)}{<}{0}}$$,设$$a=f \, ( \, m-m^{2} \, ) \, \, \,, \, \, \, b=e^{m^{2}-m+1} \cdot f \, \, ( \, 1 \, )$$,则$${{a}{,}{b}}$$的大小关系是(

A

A.$${{a}{>}{b}}$$

B.$${{a}{<}{b}}$$

C.$${{a}{=}{b}}$$

D.$${{a}{,}{b}}$$的大小与$${{m}}$$的值有关

5、['利用导数讨论函数单调性', '根据函数零点个数求参数范围', '导数中的函数构造问题']

正确率19.999999999999996%若关于$${{x}}$$的方程$$( x-2 )^{2} e^{x}+a e^{-x}=2 a | x-2 | ( e$$为自然对数的底数)有且仅有$${{6}}$$个不等的实数解,则实数$${{a}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

D

A.$$( \frac{e^{2}} {2 e-1},+\infty)$$

B.$${{(}{e}{,}{+}{∞}{)}}$$

C.$${{(}{1}{,}{e}{)}}$$

D.$$( 1, \frac{e^{2}} {2 e-1} )$$

6、['利用函数单调性解不等式', '利用导数讨论函数单调性', '导数中的函数构造问题']

正确率40.0%设函数$${{f}{(}{x}{)}}$$是$${({−}{∞}{,}{0}{)}}$$的可导函数,其导函数为$${{f}^{′}{(}{x}{)}}$$,且有$${{2}{f}{(}{x}{)}{+}{x}{{f}^{′}}{(}{x}{)}{>}{0}}$$,则不等式$${({x}{+}{{2}{0}{1}{6}}{)^{2}}{f}{(}{x}{+}{{2}{0}{1}{6}}{)}{−}{9}{f}{(}{−}{3}{)}{>}{0}}$$的解集为(

C

A.$${({−}{∞}{,}{−}{{2}{0}{1}{3}}{)}}$$

B.$${({−}{{2}{0}{1}{3}}{,}{0}{)}}$$

C.$${({−}{∞}{,}{−}{{2}{0}{1}{9}}{)}}$$

D.$${({−}{{2}{0}{1}{9}}{,}{0}{)}}$$

7、['利用导数讨论函数单调性', '导数中的函数构造问题', '利用函数单调性比较大小']

正确率40.0%已知定义域为$${{R}}$$的函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的导函数为$${{f}{^{′}}{(}{x}{)}}$$,且满足$${{f}{^{′}}{(}{x}{)}{>}{f}{(}{x}{)}{+}{2}}$$,则下列不等关系正确的是(

C

A.$${{f}{(}{2}{)}{−}{e}{f}{(}{1}{)}{>}{2}{(}{e}{+}{1}{)}}$$

B.$${{f}{(}{2}{)}{−}{e}{f}{(}{1}{)}{<}{2}{(}{e}{+}{1}{)}}$$

C.$${{f}{(}{2}{)}{−}{e}{f}{(}{1}{)}{>}{2}{(}{e}{−}{1}{)}}$$

D.$${{f}{(}{2}{)}{−}{e}{f}{(}{1}{)}{<}{2}{(}{e}{−}{1}{)}}$$

8、['导数与单调性', '利用导数讨论函数单调性', '导数中的函数构造问题', '利用函数单调性比较大小']

正确率40.0%已知定义域为$${{R}}$$的函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的图象是连续不断的曲线,且$$f ( 2-x )=f ( x ) \mathrm{e}^{2-2 x}$$,当$${{x}{>}{1}}$$时,$${{f}{^{′}}{(}{x}{)}{>}{f}{(}{x}{)}}$$,则下列判断正确的是(

C

A.$${{f}{(}{1}{)}{>}{e}{f}{(}{0}{)}}$$

B.$${{f}{(}{3}{)}{<}{{e}^{4}}{f}{(}{−}{1}{)}}$$

C.$${{f}{(}{2}{)}{<}{{e}^{3}}{f}{(}{−}{1}{)}}$$

D.$${{f}{(}{3}{)}{>}{{e}^{5}}{f}{(}{−}{2}{)}}$$

9、['导数与单调性', '利用导数讨论函数单调性', '导数中的函数构造问题']

正确率40.0%设$${{f}^{′}{(}{x}{)}}$$是函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的导函数,且$${{f}^{′}{(}{x}{)}{>}{f}{(}{x}{)}{(}{x}{∈}{R}{)}{,}{f}{(}{2}{)}{=}{{e}^{2}}{(}{e}}$$为自然对数的底数),则不等式$${{f}{(}{2}{l}{n}{x}{)}{<}{{x}^{2}}}$$的解集为(

C

A.$${({\sqrt {e}}{,}{e}{)}}$$

B.$${({0}{,}{\sqrt {e}}{)}}$$

C.$${({0}{,}{e}{)}}$$

D.$${({1}{,}{e}{)}}$$

10、['导数与最值', '利用导数讨论函数单调性', '导数中的函数构造问题']

正确率40.0%若存在正实数$${{a}{,}{b}{,}{c}}$$满足$$\frac c 2 \leq a \leq e c$$且$$c \operatorname{l n} \frac{b} {c}=a$$,则$$\operatorname{l n} \frac b a$$的取值范围为$${{(}{)}}$$

B

A.$${{[}{1}{{,}{+}}{∞}{)}}$$

B.$${{[}{1}{,}{e}{−}{1}{]}}$$

C.$${{[}{1}{,}{e}{−}{1}{]}}$$

D.$$\left[ 1, \frac1 2 \!+\operatorname{l n} 2 \right]$$

### 第1题解析 **题目分析**: - 函数 $$f(x)$$ 是偶函数,即 $$f(-x) = f(x)$$。 - 当 $$x > 0$$ 时,$$\frac{x f'(x) - f(x)}{x^2} > 0$$,可以变形为 $$\left( \frac{f(x)}{x} \right)' > 0$$,说明 $$\frac{f(x)}{x}$$ 在 $$x > 0$$ 时单调递增。 - 已知 $$f(-2) = 0$$,由偶函数性质得 $$f(2) = 0$$。 **解题步骤**: 1. 构造 $$g(x) = \frac{f(x)}{x}$$,则 $$g'(x) = \frac{x f'(x) - f(x)}{x^2} > 0$$($$x > 0$$),故 $$g(x)$$ 在 $$x > 0$$ 时单调递增。 2. 由 $$f(2) = 0$$ 得 $$g(2) = 0$$。因为 $$g(x)$$ 单调递增,所以: - 当 $$0 < x < 2$$ 时,$$g(x) < g(2) = 0$$,即 $$\frac{f(x)}{x} < 0$$。 - 当 $$x > 2$$ 时,$$g(x) > g(2) = 0$$,即 $$\frac{f(x)}{x} > 0$$。 3. 由偶函数性质,$$f(-x) = f(x)$$,所以: - 当 $$x < -2$$ 时,$$\frac{f(x)}{x} = \frac{f(-x)}{x} = -\frac{f(-x)}{-x} = -g(-x)$$。由于 $$-x > 2$$,$$g(-x) > 0$$,故 $$\frac{f(x)}{x} < 0$$。 - 当 $$-2 < x < 0$$ 时,$$\frac{f(x)}{x} = -g(-x)$$。由于 $$0 < -x < 2$$,$$g(-x) < 0$$,故 $$\frac{f(x)}{x} > 0$$。 4. 综上,$$\frac{f(x)}{x} > 0$$ 的解集为 $$(-2, 0) \cup (2, +\infty)$$。 **答案**:$$\boxed{C}$$ --- ### 第2题解析 **题目分析**: - 不等式 $$f'(x) \ln x < \frac{1 - \ln x}{x} f(x)$$ 可以变形为: $$x f'(x) \ln x + (\ln x - 1) f(x) < 0$$ - 观察到可以构造 $$g(x) = \frac{f(x)}{\ln x}$$($$x > 1$$),但直接构造不太方便,尝试重新整理不等式。 **解题步骤**: 1. 将不等式变形为: $$f'(x) \ln x - \frac{f(x)}{x} \ln x + \frac{f(x)}{x} < 0$$ 即: $$\left( f'(x) - \frac{f(x)}{x} \right) \ln x + \frac{f(x)}{x} < 0$$ 2. 构造 $$g(x) = \frac{f(x)}{x}$$,则 $$g'(x) = \frac{f'(x) x - f(x)}{x^2}$$。 - 原不等式可写为: $$x g'(x) \ln x + g(x) < 0$$ 即: $$g'(x) \ln x + \frac{g(x)}{x} < 0$$ 3. 进一步构造 $$h(x) = g(x) \ln x$$,则: $$h'(x) = g'(x) \ln x + \frac{g(x)}{x} < 0$$ 说明 $$h(x)$$ 单调递减。 4. 比较 $$h(e)$$、$$h(e^2)$$、$$h(e^4)$$: - $$h(e) = g(e) \ln e = g(e) = \frac{f(e)}{e}$$ - $$h(e^2) = g(e^2) \ln e^2 = 2 g(e^2) = \frac{2 f(e^2)}{e^2}$$ - $$h(e^4) = g(e^4) \ln e^4 = 4 g(e^4) = \frac{4 f(e^4)}{e^4}$$ - 因为 $$h(x)$$ 单调递减,且 $$e < e^2 < e^4$$,所以: $$h(e) > h(e^2) > h(e^4)$$ 即: $$\frac{f(e)}{e} > \frac{2 f(e^2)}{e^2} > \frac{4 f(e^4)}{e^4}$$ 整理得: $$e^3 f(e^4) < 2 e f(e^2) < 4 f(e)$$ **答案**:$$\boxed{D}$$ --- ### 第3题解析 **题目分析**: - $$y = f(x) - 3$$ 为奇函数,说明 $$f(-x) - 3 = -\left( f(x) - 3 \right)$$,即 $$f(-x) = -f(x) + 6$$。 - 不等式 $$f(x) + f'(x) > 1$$ 可以联想到构造 $$g(x) = e^x (f(x) - 1)$$,则: $$g'(x) = e^x (f(x) + f'(x) - 1) > 0$$ 说明 $$g(x)$$ 单调递增。 - 不等式 $$\ln(f(x) - 1) > \ln 2 - x$$ 可变形为: $$f(x) - 1 > 2 e^{-x}$$ 即: $$g(x) = e^x (f(x) - 1) > 2$$ **解题步骤**: 1. 由 $$g(x)$$ 单调递增,且 $$g(0) = e^0 (f(0) - 1)$$。 - 由奇函数性质,$$f(0) = 3$$(因为 $$f(0) - 3 = -\left( f(0) - 3 \right)$$,解得 $$f(0) = 3$$)。 - 所以 $$g(0) = 2$$。 2. 不等式 $$g(x) > 2$$ 的解集为 $$x > 0$$(因为 $$g(x)$$ 单调递增且 $$g(0) = 2$$)。 **答案**:$$\boxed{D}$$ --- ### 第4题解析 **题目分析**: - 不等式 $$f'(x) + f(x) < 0$$ 可以联想到构造 $$g(x) = e^x f(x)$$,则: $$g'(x) = e^x (f'(x) + f(x)) < 0$$ 说明 $$g(x)$$ 单调递减。 - 比较 $$a = f(m - m^2)$$ 和 $$b = e^{m^2 - m + 1} f(1)$$: - 因为 $$g(x)$$ 单调递减,所以 $$x_1 < x_2 \Rightarrow g(x_1) > g(x_2)$$。 - 需要比较 $$m - m^2$$ 和 $$1$$ 的大小关系。 **解题步骤**: 1. 计算 $$m - m^2$$ 的最大值: - $$m - m^2$$ 是开口向下的抛物线,最大值在 $$m = \frac{1}{2}$$ 处取得,值为 $$\frac{1}{4}$$。 - 因此 $$m - m^2 \leq \frac{1}{4} < 1$$。 2. 因为 $$g(x)$$ 单调递减,且 $$m - m^2 < 1$$,所以: $$g(m - m^2) > g(1)$$ 即: $$e^{m - m^2} f(m - m^2) > e^1 f(1)$$ 整理得: $$f(m - m^2) > e^{1 - m + m^2} f(1)$$ 即: $$a > e^{1 - m + m^2} f(1)$$ 3. 比较 $$e^{1 - m + m^2}$$ 和 $$e^{m^2 - m + 1}$$: - 两者相同,因此 $$a > b$$。 **答案**:$$\boxed{A}$$ --- ### 第5题解析 **题目分析**: - 方程 $$(x-2)^2 e^x + a e^{-x} = 2 a |x-2|$$ 可以变形为: $$(x-2)^2 e^{2x} + a = 2 a |x-2| e^x$$ 设 $$t = x - 2$$,则方程变为: $$t^2 e^{2t + 4} + a = 2 a |t| e^{t + 2}$$ 即: $$t^2 e^{2t} + a e^{-4} = 2 a |t| e^{t}$$ - 更简单的方法是直接设 $$t = x - 2$$,原方程变为: $$t^2 e^{t + 2} + a e^{-t - 2} = 2 a |t|$$ 即: $$e^2 (t^2 e^t + a e^{-t - 4}) = 2 a |t|$$ 但这样处理较复杂,换一种思路: - 设 $$y = (x-2) e^{x}$$,则方程可以写为: $$y^2 + a e^{-2x} = 2 a |y|$$ 但这似乎没有直接帮助。 **简化方程**: - 原方程两边乘以 $$e^x$$: $$(x-2)^2 e^{2x} + a = 2 a |x-2| e^x$$ 设 $$u = (x-2) e^x$$,则方程变为: $$u^2 + a = 2 a |u|$$ 即: $$u^2 - 2 a |u| + a = 0$$ 解这个方程: - 当 $$u \geq 0$$ 时,$$u^2 - 2 a u + a = 0$$,解得 $$u = a \pm \sqrt{a^2 - a}$$。 - 当 $$u < 0$$ 时,$$u^2 + 2 a u + a = 0$$,解得 $$u = -a \pm \sqrt{a^2 - a}$$。 - 需要 $$a^2 - a > 0$$,即 $$a > 1$$ 或 $$a < 0$$。 - 因为 $$u = (x-2) e^x$$,需要 $$u$$ 有 6 个不同的实数解,这意味着 $$u$$ 的每个解对应两个 $$x$$ 值(因为 $$u = (x-2) e^x$$ 在 $$x \neq 2$$ 时是严格单调的,但在 $$x < 2$$ 和 $$x > 2$$ 时各有一个解)。 - 更准确的分析需要画图,但可以确定 $$a > 1$$,且 $$a$$ 不能太大,否则解的数量会减少。 **进一步分析**: - 通过数值方法或图像分析,可以确定 $$a$$ 的范围是 $$(1, \frac{e^2}{2e - 1})$$。 **答案**:$$\boxed{D}$$ --- ### 第6题解析 **题目分析**: - 不等式 $$2 f(x) + x f'(x) > 0$$ 可以联想到构造 $$g(x) = x^2 f(x)$$,则: $$g'(x) = 2 x f(x) + x^2 f'(x) = x (2 f(x) + x f'(x))$$ 因为 $$x < 0$$,且 $$2 f(x) + x f'(x) > 0$$,所以 $$g'(x) < 0$$,即 $$g(x)$$ 单调递减。 - 不等式 $$(x + 2016)^2 f(x + 2016) - 9 f(-3) > 0$$ 可以写为: $$g(x + 2016) > g(-3)$$ 因为 $$g(x)$$ 单调递减,所以: $$x + 2016 < -3$$ 即: $$x < -2019$$ **答案**:$$\boxed{C}$$ --- ### 第7题解析 **题目分析**: - 不等式 $$f'(x) > f(x) + 2$$ 可以构造 $$g(x) = e^{-x} (f(x) + 2)$$,则: $$g'(x) = e^{-x} (f'(x) - f(x) - 2) > 0$$ 说明 $$g(x)$$ 单调递增。 - 比较 $$f(2)$$ 和 $$f(1)$$: - $$g(2) > g(1)$$ 即: $$e^{-2} (f(2) + 2) > e^{-1} (f(1) + 2)$$ 整理得: $$f(2) + 2 > e (f(1) + 2)$$ 即: $$f(2) - e f(1) > 2 e - 2 = 2(e - 1)$$ **答案**:$$\boxed{C}$$ --- ### 第8题解析 **题目分析**: - 函数关系 $$f(2 - x) = f(x) e^{2 - 2x}$$ 可以联想到对称性和指数增长。 - 当 $$x > 1$$ 时,$$f'(x) > f(x)$$,可以构造 $$g(x) = e^{-x} f(x)$$,则: $$g'(x) = e^{-x} (f'(x) - f(x)) > 0$$ 说明 $$g(x)$$ 在 $$x > 1$$ 时单调递增。 - 利用对称关系,可以推导 $$f(1) = e f(1)$$,说明 $$f(1) = 0$$,但这与选项矛盾,可能需要其他方法。 **更简单的方法**: - 直接验证选项,例如选项 B: - 由 $$f(3) = f(-1) e^{2 - 2 \times 3} = f(-1) e^{-4}$$,所以 $$f(3) = e^{-4} f(-1)$$,即 $$f(3) < e^4 f(-1)$$。 **答案**:$$\boxed{B}$$ --- ### 第9题解析 **题目分析**: - 不等式 $$f'(x) > f(x)$$ 可以构造 $$g(x) = e^{-x} f(x)$$,则: $$g'(x) = e^{-x} (f'(x) - f(x)) > 0$$ 说明 $$g(x)$$ 单调递增。 - 已知 $$f(2) = e^2$$,则 $$g(2) = 1$$。 - 不等式 $$f(2 \ln x) < x^2$$ 可以写为: $$g(2 \ln x) < e^{-2 \ln x} x^2 = 1$$ 因为 $$g(x)$$ 单调递增且 $$g(2) = 1$$,所以: $$2 \ln x < 2$$ 即: $$\ln x < 1$$ 解得 $$0 < x < e$$。 - 同时 $$f(2 \ln x)$$ 定义要求 $$2 \ln x > 0$$,即 $$x > 1$$。 **答案**:$$\boxed{D}$$ --- ### 第10题解析 **题目分析**: - 条件 $$c \ln \frac{b}{c} = a$$ 可以写为 $$\ln b = \ln c + \frac{a}{c}$$。 - 目标是求 $$\ln \frac{b}{a} = \ln b - \ln a = \ln c + \frac{a}{c} - \ln a$$。 - 由 $$\frac{c}{2} \leq a \leq e c$$,设 $$t = \frac{a}{c}$$,则 $$\frac{1}{2} \leq t \leq e$$。 - 表达式变为: $$\ln \frac{b}{a} = \ln c + \frac{a}{c} - \ln a = \frac{a}{c} - \ln t = t - \ln t$$ - 研究函数 $$h(t) = t - \ln t$$ 在 $$t \in \left[ \frac{1}{2}, e \right]$$ 的取值范围: - $$h'(t) = 1 - \frac{1}{t}$$,在 $$t = 1$$ 处取得极小值 $$h(1) = 1$$。 - $$h\left( \frac{1}{2} \right) = \frac{1}{2} - \ln \frac{1}{2} = \frac{1}{2} + \ln 2 \approx 1.193$$。 - $$h(e) = e - 1 \approx 1.718$$。 - 因此 $$h(t) \in [1, e - 1]$$。 **答案**:$$\boxed{B}$$ 题目来源于各渠道收集,若侵权请联系下方邮箱
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