已知定义在RR上的函数f(x)f(x)对任意x∈Rx\in R恒有f′(x)<3f'(x)< 3,若f(−1)=−7f(-1)=-7,则不等式f(x)⩾3x−4f(x)\geqslant 3x-4的解集是()(\quad)
A. (−∞,−1] (-∞,-1]\:
B. (−1,+∞)(-1,+∞)
C. [−1,+∞) [-1,+∞)\:
D. (−∞,−1)(-∞,-1)

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完整解法

1. 构造辅助函数并求导

令 F(x)=f(x)−3xF(x) = f(x) - 3x,对其求导得:
F′(x)=f′(x)−3F'(x) = f'(x) - 3

2. 确定辅助函数的单调性

因为对任意 x∈Rx \in R 恒有 f′(x)<3f'(x) < 3,
所以 F′(x)=f′(x)−3<0F'(x) = f'(x) - 3 < 0 恒成立.
因此,F(x)F(x) 在 R\mathbb{R} 上是单调递减函数.

3. 计算特殊值并转化不等式

由已知 f(−1)=−7f(-1) = -7,代入 F(x)F(x) 可得:
F(−1)=f(−1)−3×(−1)=−7+3=−4F(-1) = f(-1) - 3 \times (-1) = -7 + 3 = -4
目标不等式 f(x)⩾3x−4f(x) \geqslant 3x - 4 可以变形为:
f(x)−3x⩾−4f(x) - 3x \geqslant -4
即 F(x)⩾F(−1)F(x) \geqslant F(-1)

4. 利用单调性求解不等式并得出结论

因为 F(x)F(x) 是 R\mathbb{R} 上的单调递减函数,
所以由 F(x)⩾F(−1)F(x) \geqslant F(-1) 可得:
x⩽−1x \leqslant -1
因此,不等式的解集为 (−∞,−1](-\infty, -1].
故选 A.

答案

A

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