全国卷高考数学常考题型和知识点有哪些(全国卷高考数学常考题型和知识点有哪些类型)
2022年高考数理国卷B的填空期末题和整卷期末题其实是同一类型的题。都是利用导数来判断函数的性质,最终找到参数的取值范围。看来这一类题是高考理科、数学卷子的最爱。难怪总是有高中生索要此类问题的资源。
老黄觉得这种问题挺烦人的。当然,这主要是老黄接触太少造成的。我相信,随着老黄的不断探索,迟早他会把这类问题作为一个范畴,给出子问题。你明白这段话的意思吗?只要你足够努力,你也可以把这类题当作评分题。但现在老黄想要解决他们确实很难。
已知x=x1和x=x2分别是函数f(x)=2a^x-ex^2(a0和a1)的最小值和最大值点。若x1x2,则实数a的取值范围为______。
分析:这个问题应该分两部分来思考;一是函数有两个极值点的情况;另一种是最大值点在最小值点右侧的情况。
a的取值范围有两个端点。右端点很好找,左端点才是这道题的绝对难点。它的难度不亚于全卷的结局题。
有很多方法可以找到正确的端点。并且每种方法都可以成为解决问题的常规。老黄这里提供的当然是他自己的方法。
这类问题一般需要先求函数,f'(x)=2a^xlna-2ex。从导函数f'(x)的性质可以看出,f(x)最多有两个极值点(对应于f(x)的两个零点)。如果函数可以有两个以上的极值点,问题就会变得特别复杂。幸运的是,它最多只有两个极值点。我们只需要画出导函数f'(x)的图就可以求出。无需解释,这只是一道填空题。
当a=1时,f(x)=2-ex^2,f(x)只有一个极值点,不符合题意!这相对容易排除。
f’(x2)=2a^(x2)lna-2ex2=0,f’(x1)=2a^(x1)lna-2ex1=0,
a^(x2)lna-ex2+a^(x1)lna-ex1=0,a^(x2)lna-ex2-a^(x1)lna+ex1=0,是上面两个公式的和,并且差值等于0。
lna=e(x2+x1)/(a^(x2)+a^(x1))=e(x2-x1)/(a^(x2)-a^(x1))=0,
(x2+x1)(a^(x2)-a^(x1))=(x2-x1)(a^(x2)+a^(x1))。
化简得到x1a^(x2)=x2a^(x1)。x2/x1=a^(x2-x1)0,即x1和x2符号相同。
如果a大于1,则0x1x2,而当A极值一定是最大值,而不是最小值,不符合题意,所以这种情况必须舍弃!
如果a属于(0,1),则x1x20,当x0-时,f'(x)2lna0,也就是说函数在到达左边第一个极值f(x2)之前是单调递减的在负区间内。这样得到的第一个极值一定是最大值,这和题意是一致的。但这只是必要条件,而不是充分条件,因为它仍然包含得不到极值的可能性。
不管怎样,我们已经得到了a的取值范围的右端点,a小于1,然后再求左端点。方法非常简单。但在你得到方法之前,你能想到的可能很少。
而当f’(x)=2a^xlna-2ex0时,f(x)单调递减,与题意不符。不需要考虑单调递增的情况,因为当a小于1时,这种可能性不存在。
即a^xlnaex,lnaex/a^x。
记住g(x)=ex/a^x(x0),则g’(x)=e(1-xlna)/a^x,
1-xlna0时,x1/lna,g(x)单调递增;当1-xlna0时,x1/lna,g(x)单调增加;这表明x=1/lna是g(x)值的最大值点,并且是最大值点。
g(x)g(1/lna)=e/(elna)=1/lna,
即lnaex/a^x1/lna。如果解a1/e,则丢弃它!反之,当a1/e时,则满足条件。因此,综上所述,a的取值范围为:(1/e,1)。这种试图求一个大于1/e,却碰到a1/e的方法,老黄用过,还真没见过。你觉得这应该叫“欲擒故纵”吗?还是叫“东声西击”呢?
最后我们看一下a在不同取值范围下的函数图像,以加深我们对这个问题乃至这一类问题的理解。下图是当a=1时,f(x)只有一个极值点的情况。
我们看一下当a1/e时函数的图像。此时f(x)无极值点;
下图是ae时的图像,同样没有极值点;
有一种情况有两个极值点,就是当a属于(1,e)时,但此时x2x1不满足题意。
只有最后一种情况,当a属于(-1/e,1)时,函数有两个极值点,x1x2。
老黄知识生态系统3243次同意去咨询现在你熟悉这个问题了吗?
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