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看八省联考卷 解锁导数压轴

2021-12-28曹凤山

新世纪智能(数学备考) 2021年3期
关键词:性质解题

曹凤山

函数与导数问题往往因为难度太大而让人吐槽,又因为解法灵活背景深刻而魅力十足,更由于价值高而让人既爱又恨难以割舍.这类问题高考将会如何考,如何备考、求解是大家比较关心的问题之一.

八省联考,相信各位同学都“亲自”参与.这次超大规模的联考,你发挥得怎样呢?压轴题拿了多少分?

新题速递(2021·八省联考卷)已知函数f(x)=ex-sinx-cosx,g(x)=ex+sinx+cosx.

(1)证明:当x>-时,f(x)≥0;

(2)若g(x)≥2+ax,求a.

分析对于(1),有些同学“习惯性动作”直接求导:f′(x)=ex-cosx+sinx,发现f′(x)=0 没有办法求出零点,也不能判定导函数的符号,要求出函数f(x)的最小值简直天方夜谭.宣布这是一道难题,与自己无缘!

实际上,观察函数f(x)=ex-sinx-cosx的结构,含有指数函数ex,三角函数sinx,cosx(而且熟悉sinx+cosx=根据这两个函数的性质,①x≥时,即x≥时f(x)≥0一定成立,只要证明在上f(x)≥0.

看到这些函数能想到什么?

指数函数ex单调递增,特值点(0,1),正弦、余弦函数的有界性、周期性.

(当然,这里的范围大一些也没有关系,如x≥1 时ex≥e>2≥sinx+cosx,f(x)≥0更明显成立,也不用再合一变形)

不能全部解决也不放弃局部解决!

虽然研究范围压缩了,求最值的思路还是同样不能实现.

再审读问题,本题是证明!不是求最小值问题.从证明视角出发,可以对待证明的形式ex-sinx-cosx≥0加以分析.联想解题经验,为了求导后不再含有指数函数ex,可以适当变形.

敲黑板

前面不能求零点的根本原因在于含有指数函数ex.

令p(x)=,,由p′(x)==0得到x=0,即函数p(x)在上单调递增,在上单调递减,所以p(x)≤p(0)=1.

抽丝剥茧,分而治之,步步为营终得解.

综合①②③,有f(x)≥0.

(2)若g(x)≥2+ax,即h(x)=ex+sinx+cosx-2-ax≥0,由于h′(x)=ex-sinx+cosx-a含有参数,更难以确定零点、单调……

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