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升学考试 2010高考理科数学真题最难一题,解法思路拆解

2010高考理科数学真题最难一题,解法思路拆解

题: 函数 ( f(x) = frac{1}{x}log_a x )(( a>0 ) 且 ( aeq1 )),设 ( x_1, x_2 ) 是 ( f(x) ) 的两个零点,且 ( x_1 2 );(Ⅱ)若 ( x

题: 函数 ( f(x) = frac{1}{x}

  • log_a x )(( a>0 ) 且 ( a
  • eq1 )),设 ( x_1, x_2 ) 是 ( f(x) ) 的两个零点,且 ( x_1 < x>

    (Ⅰ)证明:( x_1 + a x_2 > 2 );

    (Ⅱ)若 ( x_0 ) 满足 ( f'(x_0) = 0 ),证明:( x_1 + x_2 > 2x_0 )。

    解法核心关键词拆解

    1. 零点的等量代换:由 ( f(x_1)=f(x_2)=0 ) 得 ( frac{1}{x_1} = log_a x_1 ),( frac{1}{x_2} = log_a x_2 )。核心是把对数式转化为指数关系:设 ( frac{1}{x_1} = log_a x_1 = t_1 ),则 ( x_1 = a^{t_1} ) 且 ( t_1 = frac{1}{x_1} ),得 ( x_1 = a^{frac{1}{x_1}} ),同理 ( x_2 = a^{frac{1}{x_2}} )。这个隐函数关系是后续放缩的基础。

    2. 切线放缩(对数均值不等式思路):第(Ⅰ)问目标 ( x_1 + a x_2 > 2 ),关键是把 ( a x_2 ) 用 ( x_2 = a^{frac{1}{x_2}} ) 转化,但直接不好弄。常用技巧是分析 ( f(x) ) 的凸凹性:( f'(x) = -frac{1}{x^2}

  • frac{1}{x ln a} ),二阶导判断凹凸性后,结合零点用切线放缩(如利用 ( y=frac{1}{x} ) 与 ( y=log_a x ) 图像相交),构造差值函数证明。
  • 3. 极值点偏移套路:第(Ⅱ)问是经典极值点偏移。步骤:

  • 先求导 ( f'(x)=0 ) 得 ( x_0 = -frac{ln a}{2} )(需根据题目条件确定符号,这里实际解 ( -frac{1}{x^2}
  • frac{1}{x ln a}=0 Rightarrow x_0 = -frac{ln a}{2} ))。
  • 构造对称函数 ( g(x) = f(x)
  • f(2x_0 - x) )。
  • 分析 ( g(x) ) 在 ( (x_1, x_2) ) 区间的单调性,利用 ( f(x_1)=f(x_2)=0 ) 转化,证明 ( x_1 + x_2 > 2x_0 )。核心是 ( f''(x) ) 符号恒定,导致函数在 ( x_0 ) 两侧增减速度不同,造成零点不对称。
  • 4. 高频考点

  • 函数零点与方程变形
  • 指数对数互化
  • 导数判单调性与凹凸性
  • 极值点偏移固定证明模板(构造差函数或比函数)
  • 用切线或割线放缩
  • 这题就是死磕“极值点偏移”模型,照着三步走:一阶导找极值点,二阶导定凹凸,构造对称差函数比较大小。

    阅读提示

    建议先抓核心知识点,再看例题或表达方式,复习时可结合范文素材和作文栏目一起使用。