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多维度延伸2017年江苏数学高考第20题

2018-06-06江苏省镇江市丹徒高级中学吴海军邱红英

数学大世界 2018年10期
关键词:拐点定义域对数

江苏省镇江市丹徒高级中学 吴海军 邱红英

2017年的江苏高考数学题令人瞩目,尤其是第20题,被众多老师意为“绕口令”,且具有高等数学之背景。那么我们就来探究延伸此高考神题。

真题再现:已知函数有极值,且导函数 的极值点是 的零点。

(1)求b关于a的函数关系式,并写出定义域;

(2)证明: ;

首先我们审题,如果概念不清楚,真会搞混。题目中导函数的极值点其实就是原函数二次求导所得函数的零点,函数 有极值就是其导函数有解(拐点除外)。

题目分析完毕,我们开始探索其解答:

第一问是求函数关系式,难度在于定义域,但只需排除拐点即可,考场中很多同学就是忘记排除拐点。

令 ,得(注意:此处为导函数的极值点)

∴ 当, 的极小值为

∵题目要求 的极值点为 的零点,

注意:相当一部分同学到此处就以为结束了,其实原函数有极值还需继续考虑。

∵ 有极值,且

∴ 方程 有实根(拐点情况除外),

∴ 从而

当 时,故 在R上是增函数,没有极值,舍去。(注意:导函数有解不等价于原函数有极值)

综上,

延伸反思:其实从首问便看出此类题目的核心点便是定义域,定义域的确立往往与题目的隐含条件相挂钩,特别是拐点,与基本不等式、方程解的有无意义相扣。

那么完全平方(立方)公式还有什么妙用呢?我们借开头的高考题第20题第3问继续探究下去。

第三问容易理解,只要将的极值写出即可,并求和。

解:设 的极值点为

写到这,灵敏的同学感觉要使用韦达定理,为什么?二次函数要想把根写出来,再代入原函数求解,根本就是异想天开,所以迁移能力好的同学们便能写下去。

从而

∴ f(x1)+f(x2)=(x1+x2)+2,

为何之和是0?其实此处有一个相当漂亮的三次函数的性质:

函数f(x)= ax3+bx2+cx+d的图象是关于称的。

题目进行到这,关键部分结束,接下来只要对原函数求极值即可。

∴ 求导得函数h(a)在定义域上单调递减。

∵ h(6)(注意:题目中的是随便给的吗?显然不是)

∴ a∈ 。

往往存在某个x,使得f(x)=z,且z为题中必要常数。

压轴之问虽解完,但这其中的代换思想、完全平方式思想我们已经体会过,下面我们探究一道与之相关的题型:

已知函数实数 满足求8s+8t的取值范围。

老师点评:这最后一步的求解和2017年压轴题最后一问的方法是一样的,此处略。这其实是多次求导问题的本质。

分析:本题主要考查初等函数的基本性质、导数的应用等知识,考查运用数学思想方法解决问题的能力。在第三问中,我们发现这个式子中含有e,且是指数式,不难想到与对数有关,再精确一点就是与ln有关,而在对数公式里有关于商的对数关系,就可以想到是作商比较!

探究到此,我们发现一道高考神题能够衍射出如此之多技巧与背景,与如此之多题目相互渗透,说明数学学科的联系之紧密,之博大精深,正所谓学无止境,任何人唯有在数学的海洋中不断探索前行,方能摘得那一颗颗璀璨的珍珠。

[1]于洋,傅海伦,陈梅.对数学高考研究的再认识[J].教学与管理(中学版),2015(4):77-79.

[2]戴安东.2017数学高考有感[J].新高考(高三数学),2017(9):8.

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