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升学考试 2020高考数学压轴题答案揭秘,最后一题怎么做

2020高考数学压轴题答案揭秘,最后一题怎么做

全国Ⅰ卷(理科)最后大题(函数导数)题目: 已知函数$f(x)=e^x+ax^2-x$。(1) 当$a=1$时,讨论$f(x)$的单调性。(2) 当$xgeqslant0$时,$f(x)geqslantfrac{1}{2}x^3+1$,求$...

全国Ⅰ卷(理科)最后大题(函数导数)

题目: 已知函数$f(x)=e^x+ax^2-x$。(1) 当$a=1$时,讨论$f(x)$的单调性。(2) 当$xgeqslant0$时,$f(x)geqslantfrac{1}{2}x^3+1$,求$a$的取值范围。

(1)答: 代$a=1$,$f(x)=e^x+x^2-x$,求导$f'(x)=e^x+2x-1$。再求二阶导$f''(x)=e^x+2>0$,所以$f'(x)$单调递增。又$f'(0)=0$,所以当$x<0>0$时,$f'(x)>0$,$f(x)$增。

(2)答: 核心思路是分离参数或直接构造辅助函数。重点答案$ageqslant -frac{1}{2}$

分离参数法: 由不等式得$ageqslant frac{frac{1}{2}x^3+1

  • e^x + x}{x^2}$ (x>0),记右边为$g(x)$。求导分析后,$g(x)$在$x=0$处有极限(洛必达),得到最大值。关键发现$g(x)$在$x=0$处取极大值$-frac{1}{2}$,所以$ageqslant -frac{1}{2}$。
  • 构造法: 令$h(x)=e^x+ax^2-x-(frac{1}{2}x^3+1)$,讨论$a$。必须分情况:先得必要条件$ageqslant -1$(否则$x

    o +infty$时$h(x)<0>$ageqslant -frac{1}{2}$。

    全国Ⅱ卷(理科)最后大题(函数+不等式)

    题目: 已知函数$f(x)=sin^2xsin2x$。(1)讨论在$(0, pi)$的单调性。(2)证明$|f(x)|leqslantfrac{3sqrt{3}}{8}$。(3)设$nin N^$,证明$sin^2xsin^22xsin^24x...sin^22^nxleqslantfrac{3^n}{4^n}$。

    (1)答: 化简$f(x)=2sin^3xcos x$,求导$f'(x)=2sin^2x(3cos^2x-sin^2x)$。在$(0, pi)$内,令$f'(x)=0$,解得$x=frac{pi}{3}, frac{2pi}{3}$等。单调性为:在$(0,frac{pi}{3})$和$(frac{2pi}{3},pi)$上增,在$(frac{pi}{3},frac{2pi}{3})$上减。

    (2)答: 由(1)知$f(x)$在$x=frac{pi}{3}$处取得极大值$f(frac{pi}{3})=frac{3sqrt{3}}{8}$,在$x=frac{2pi}{3}$处取得极小值$f(frac{2pi}{3})=-frac{3sqrt{3}}{8}$。所以$|f(x)|leqslantfrac{3sqrt{3}}{8}$得证。

    (3)答: 关键套路: 利用(2)结论进行迭代。

    由(2)得$sin^2xsin2x leqslant frac{3sqrt{3}}{8}$,即$sin^2xsin2x leqslant frac{3}{4}cdotfrac{sqrt{3}}{2}$,但更直接的迭代是:将(2)中的$x$依次换成$x, 2x, 4x, ..., 2^{n-1}x$。

    得到一串不等式:

    $sin^2xsin2x leqslant frac{3sqrt{3}}{8}$

    $sin^22xsin4x leqslant frac{3sqrt{3}}{8}$ (将$x$换为$2x$)

    ..

    $sin^22^{n-1}xsin2^nx leqslant frac{3sqrt{3}}{8}$

    把这些不等式全部乘起来,左边就是你要证的式子多乘了一个$sin2^nx$,右边是$(frac{3sqrt{3}}{8})^n$。

    再结合$|sin2^nx|leqslant1$,稍加调整即可得到最终不等式$sin^2xsin^22x...sin^22^nxleqslant(frac{3}{4})^n$。这题考的就是观察结构和迭代

    全国Ⅲ卷(理科)最后大题(函数零点)

    题目: 设函数$f(x)=x^3+bx+c$,曲线$y=f(x)$在点$(frac{1}{2}, f(frac{1}{2}))$处的切线与$y$轴垂直。(1)求$b$。(2)若$f(x)$有一个绝对值不大于1的零点,证明:$f(x)$所有零点的绝对值都不大于1。

    (1)答: 求导$f'(x)=3x^2+b$。由切线垂直于y轴(即斜率为0),得$f'(frac{1}{2})=0$,所以$3

    imes(frac{1}{2})^2+b=0$,解得$b=-frac{3}{4}$

    (2)答: 核心思想: 用反证法,并结合三次函数韦达定理。

    设三个零点为$x_1, x_2, x_3$,且已知存在某个$|x_i|leqslant1$。

    根据三次方程根与系数关系(韦达定理):

    $x_1+x_2+x_3=0$

    $x_1x_2+x_2x_3+x_3x_1=b=-frac{3}{4}$

    $x_1x_2x_3=-c$

    如果存在某个零点绝对值大于1,不妨设$|x_1|>1$。由$x_1+x_2+x_3=0$得$x_2+x_3=-x_1$。

    那么$|x_2+x_3|=|x_1|>1$。

    $b=x_1x_2+x_2x_3+x_3x_1=x_1(x_2+x_3)+x_2x_3=x_1(-x_1)+x_2x_3=-x_1^2+x_2x_3$。

    所以$x_2x_3=b+x_1^2=-frac{3}{4}+x_1^2$。

    因为$|x_1|>1$,所以$x_1^2>1$,则$x_2x_3>-frac{3}{4}+1=frac{1}{4}>0$。

    现在看$(x_2-x_3)^2=(x_2+x_3)^2-4x_2x_3=x_1^2-4x_2x_3$。

    由于$x_2x_3>frac{1}{4}$,所以$-4x_2x_3<-1$。

    因此$(x_2-x_3)^2 < x>

  • 1$。
  • 但由$|x_1|>1$知右边$x_1^2-1>0$,所以$(x_2-x_3)^2$是正数,没问题。关键矛盾在于:如果$x_2, x_3$是实数,则$(x_2-x_3)^2geq0$恒成立,上面推导似乎没直接推出负值。

    但另一更简洁的证明思路:假设存在零点绝对值大于1,利用$f'(x)=3x^2-frac{3}{4}$,可知$f(x)$在$x=pmfrac{1}{2}$处取得极值。分析函数图像,若有一个零点绝对值$leqslant1$,而另一个零点绝对值$>1$,那么函数在区间内的取值符号和极值情况会导致矛盾(例如函数值符号不符合连续函数零点定理)。标准答案通常采用分类讨论$f(x)$在$x=pm1$处的函数值符号,结合单调性,证明若有一个零点满足条件,则其他零点不可能逃出$[-1, 1]$范围。

    拿分套路(针对压轴导数题):

    1. (1)问必拿: 讨论单调性这类基础题,步骤分很足。牢记“求导→令导数为零找根→列表画示意图→下结论”。

    2. 参数范围题套路: 首选分离参数,化成$a geqslant g(x)$或$a leqslant g(x)$,然后求$g(x)$的最值。分离不了就直接构造$F(x)$,求导讨论。

    3. 不等式证明套路: 全国Ⅱ卷那种,盯着上一问结论,直接换元迭代,是标准玩法。复杂点的先放缩(如切线放缩$e^x geqslant x+1$)。

    4. 零点问题套路: 三卷那种,画图(示意图)分情况是关键。结合极值点、端点(或特殊点)函数值符号,用零点存在定理。有时用反证法更简单。

    5. 不会做也要写: 把题目给的函数求导写出来,把已知条件翻译成数学式子摆上去,至少有步骤分。导数题求导就有分。

    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。