函数里面题型特别多,而且很多题型属于比较难的,比如含有f(x)和xf'(x)的题型。
这一类题目如果考察,都是选择题或者填空题最后一个题,难度算是比较大的。
但是如果能够把这一类题型里面的规律和技巧都掌握了,其实很好做出来。
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例一:设函数f'(x)是奇函数f(x)(x∈R)的导函数,f(-1)=0,当x>0时,xf'(x)-f(x)<0.
则使得f(x)>0成立的x的取值范围为__.
例二:定义在R上的偶函数f(x)的导函数为f'(x),若对于任意的实数x都有2f(x) xf'(x)<2恒成立,则使x2f(x)-f(1)<x2-1成立的实数x的取值范围为______。
例三:设函数f'(x)是函数f(x)(x∈R)的导函数,f(0)=1,且3f(x)=f'(x)-3,则4f(x)>f'(x)的解集是()。
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第一个题目:
因为题意中有一个xf'(x)-f(x)<0,我们需要找到谁的导数含有这样的式子。
很显然g(x)=f(x)/x的话,g'(x)=[xf'(x)-f(x)]/x2,包含上面的式子
因为f(-1)=0 f(x)是奇函数,所以f(1)=0。
当x>0时,g'(x)<0,所以g(x)在(0,﹢∞)单调递减。
当x=1时,g(1)=f(1)/1=0。
又因为单调递减,所以所以当x>1时,g(x)<0,所以f(x)<0.
同理,当x∈(0,1)时,g(x)>0,所以f(x)>0。
根据奇函数图像中心对称,我们能够判断出来当x∈(-1,0)时,f(x)<0,当x∈(-∞,-1)时,f(x)>0。
所以使得f(x)>0的x的取值范围就是(-∞,-1)∪(0,1)。
第二个题目:
因为题目中有一个2f(x) xf'(x)<2,处理一下可得2f(x) x'f(x)-2<0。
我们需要找到什么样的函数求导会出现这么样的式子。
很显然g(x)=xf(x)的话,g'(x)=f(x) xf'(x)。
但是题目中f(x)前面系数是2,所以需要考虑谁求导会出现2。
2x求导会出现2,但是如果g(x)=2xf(x)的话,g'(x)=2f(x) 2xf'(x),而题意中xf'(x)的系数是1,所以不符合题意。
除了2x求导会出现2,x2求导也会出现2,所以我们假设g(x)=x2f(x)的话,g'(x)=2xf(x) x2f'(x)=x[2f(x) xf'(x)]。
又因为题目中的式子是2f(x) x'f(x)-2<0,所以g'(x)=x[2f(x) xf'(x)-2],所以g(x)=x2f(x)-x2。
当x>0时,g'(x)=x[2f(x) xf'(x)-2]<0,所以g(x)在(0,﹢∞)上单调递减。
又因为g(x)是偶函数,所以g(x)在(-∞,0)上单调递增。
x2f(x)-f(1)<x2-1这个不等式要向我们构造的g(x)靠近,可以化成x2f(x)-x2<f(1)-1,即g(x)<g(1)。
根据上面g(x)的单调性可得l x l>1,所以不等式的解集为(-∞,-1)∪(1,﹢∞)。
第三个题目:
题意中有3f(x)=f'(x)-3,既然两边式子相等,那么含自变量的部分也应该相等,自变量指数也要相等。
如果是幂函数的话,原函数和导函数肯定不相等,所以f(x)要和e^x相关,因为e^x求导,指数不变。
又因为f(x)和f'(x)的系数不同,所以f(x)求导要出来3,所以f(x)要和e^3x有关。
如果f(x)=e^3x的话,3f(x)=3e^3x f'(x)-3=3e^3x-3 所以两者还是不相等。
我们可以设f(x)=ae^3x b 那么3f(x)=3ae^3x 3b=f'(x)-3=3ae^3x-3,所以b=-1。
又因为f(0)=1,所以f(0)=a-1=1所以a=2,所以f(x)=2e^3x-1
求出来f(x)的解析式了,后面的不等式的解集就很简单了。
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规律总结:
第一:含有f(x)和xf'(x)的话,就是和幂函数有关,两者相加,构造相乘的函数,两者相减,构造相除的函数。
第二:如果系数之比是1:1,那么就是f(x)和x相乘除,如果系数之比不是1:1,那么就是f(x)和x的系数之比次方相乘除。
比如第二题的2f(x)和xf'(x)关系式,f(x)前面系数是2,那就是f(x)和x2相乘除。
如果是f(x) xf'(x)/2的式子,系数之比同样是2,所以也是f(x)乘以x2,只不过还要加个1/2系数。
第三:如果是f(x)和f'(x)相关的等式,那么就是和e^x有关,如果系数之比不是一比一,同样适用第二条规律。
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