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升学考试 2021高考数学全国一卷理科导数大题解题步骤

2021高考数学全国一卷理科导数大题解题步骤

题目回顾已知函数 ( f(x) = x(1ln x) )(1)讨论 ( f(x) ) 的单调性;(2)设 ( a, b ) 为两个不相等的正数,且 ( b ln aa ln b = ab ),证明:( 2 0 ),( f'(x) > 0 ...

题目回顾

已知函数 ( f(x) = x(1

  • ln x) )
  • (1)讨论 ( f(x) ) 的单调性;

    (2)设 ( a, b ) 为两个不相等的正数,且 ( b ln a

  • a ln b = a
  • b ),证明:( 2 < frac>
  • (1)单调性讨论

    1. 求导

    ( f'(x) = 1

  • ln x
  • 1 = -ln x )。
  • 2. 定正负

    定义域 ( x > 0 ),

    ( f'(x) > 0 ) 时 ( -ln x > 0 Rightarrow ln x < 0>

    ( f'(x) < 0> 0 Rightarrow x > 1 )。

    3. 写结论

    ( f(x) ) 在 ( (0, 1) ) 单调递增,在 ( (1, +infty) ) 单调递减,极大值点 ( x=1 ),无极小值。

    (2)不等式证明

    1. 处理所给等式

    由 ( b ln a

  • a ln b = a
  • b ),两边同除 ( ab ):
  • [

    frac{ln a}{a}

  • frac{ln b}{b} = frac{1}{b}
  • frac{1}{a}
  • ]

    整理得:

    [

    frac{ln a + 1}{a} = frac{ln b + 1}{b}

    ]

    令 ( frac{1}{a} = x_1 ),( frac{1}{b} = x_2 ),则 ( x_1, x_2 > 0 ) 且 ( x_1

    eq x_2 ),代入得:

    [

    -x_1 ln x_1 = -x_2 ln x_2

    ]

    即 ( x_1 ln x_1 = x_2 ln x_2 )。

    2. 构造函数

    令 ( g(x) = x ln x , (x > 0) ),则 ( g(x_1) = g(x_2) )。

    求导 ( g'(x) = ln x + 1 ),令 ( g'(x) = 0 ) 得 ( x = frac{1}{e} )。

    ( g(x) ) 在 ( (0, frac{1}{e}) ) 递减,在 ( (frac{1}{e}, +infty) ) 递增。

    3. 确定范围

    不妨设 ( 0 < x>

    原证 ( 2 < x>

    4. 左半部分 ( x_1 + x_2 > 2 )

    由 ( g(x_1) = g(x_2) ),且 ( x_1 in (0, frac{1}{e}) ),取 ( t in (0, frac{1}{e}) ) 使 ( x_1 = t ),则存在 ( x_2 > frac{1}{e} ) 使 ( g(t) = g(x_2) )。

    考虑对称性,作差或利用函数性质分析(常规手法:令 ( h(t) = t + x_2

  • 2 ) 并结合单调性),可得 ( t + x_2 > 2 )。
  • 5. 右半部分 ( x_1 + x_2 < e>

    类似构造,利用 ( g(x) ) 在 ( (frac{1}{e}, +infty) ) 增长快于线性,通过极值点偏移经典结论可得 ( x_1 + x_2 < e>

    关键点

  • 核心变形:等式两边同除 ( ab ) 化齐次。
  • 关键换元:令 ( x = frac{1}{a}, y = frac{1}{b} ) 转化为 ( g(x) = x ln x ) 等值问题。
  • 考点:极值点偏移(不直接对称,需用函数单调性两侧比较)。
  • :考试时需详细写出构造、求导、分析单调性及零点的完整过程,此处仅梳理主思路。

    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。