这题考导数综合,第二问正确率不到5%。说解法前,先看题干:函数 f(x) = (lnx)/(x-1) + k/x,给了它在(1, f(1))处的切线方程 x+2y-3=0,求a、b(第一问)和k的取值范围(第二问)。
第一问求a、b
核心思路:切线方程隐含两个条件。
第一步:因为切线过点(1,f(1)),把x=1代入切线方程x+2y-3=0,得y=1,所以f(1)=1。从f(x)表达式看,f(1)=b,直接推出b=1。
第二步:切线方程斜率是-1/2(因为x+2y-3=0可化为y=(-1/2)x+3/2)。导数f'(1)就是切线的斜率。先求导:f'(x)=a/(x-1)
口诀:“切线过点代坐标,斜率等于导数值”。两个条件列方程,参数a、b直接求。
第二问求k的取值范围
这是真难的地方,主流有两个解法思路。
解法一(分类讨论,正统但难想):
1. 变形:把不等式 f(x) > (lnx)/(x-1) + k/x 移项,变成构造函数 g(x) = f(x)
2. 求导讨论:对g(x)求导后,分析导函数正负需要根据k的不同范围进行讨论,通常分为 k ≤ 0, 0 < k> 三类。
3. 结论:通过分析每一类情况下g(x)的单调性和极值,最后得出 k ≤ 0。
坑点:这个解法最大的难点就是“怎么想到分这三类?”需要极强的分析导函数分子符号的能力,对多数考生来说是盲区。
解法二(参变分离,结合洛必达,更直观但高考慎用):
1. 分离参数:把k和x分开。将原不等式化为:k < -2xlnx/(x^2-1) + 1 在x>0且x≠1时恒成立。这下问题变成了:k小于右边那个式子(记作g(x))的最小值。
2. 求新函数最值:目标就是求g(x)在定义域内的最小值。正常求导g'(x),会发现判断正负时,需要考察一个复杂函数h(x)=x^2
3. 处理“无定义点”:但g(x)在x=1处没有定义(分母为零)。这时可以用洛必达法则求x趋向1时的极限:对分子分母分别求导,再取极限,算出极限值为0。所以可以认为g(1)的“趋势值”是0。
4. 结论:因此g(x) > 0,所以k必须 ≤ 0。
大实话:这思路比分类讨论好理解,但高考用洛必达法则可能会被扣步骤分,因为它超纲了。所以这是“想得明白但不敢写全”的学霸思路。
拿来就能用的套路句式
遇到“恒成立”求参数范围,先试试参变分离,分不了离再想构造函数。
导数题卡壳,看定义域、检查导函数分解因式是否彻底,想想特殊点(如零点、极值点、无定义点)的取值和极限。
证明不等式时,单调性是王道,讨论不清时就分类。
高频考点提醒
那年数学整体被吐槽“难和偏”。压轴题聚焦导数综合应用,必然涉及:
1. 导数的几何意义(求切线)。
2. 利用导数研究函数单调性、极值与最值。
3. 恒成立问题的参数转化(分离参数或函数最值)。
4. 分类与整合的数学思想(难点所在)。