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大家好,我叫韩旭,来自于云南省玉溪第一中学。今天我要讲解的题目是2023年新高考数学第22题导数压轴题。很开心能给大家讲解这个题。接下来我们一起来分析一下这个题目。这个题目他考察了三角函数和导数结合的压轴题。三角函数和导数的交换问题是近年来高考的重点考察趋势,需要同学们重点关注。接下来我们一起来分析一下这个题目。这个题目第一问证明当X大于零小于一时,sine x大于X减X方小于X联系所约之时要证明不等式。我们最常用的方法那就是构造函数。通过做差我们可以得到两个函数,一个是GX等于sine x加X方减X一个是HX等于sine x减X然后我们求导,利用导数判断函数单调性即可。该题比较简单,源于课本。在课本选择性必修第二册P97页练习第一题就证明了这个sine x小于X的不等式,中规中矩,题目相对简单,增强答题信心,我们不做过多赘述。接下来我们一起来看第二问,已知函数FX等于cos AX请问一减X方若X等于零是FX的极大值点,求A的取值范围。这个题目它是已知极大函数点,求参数范围。这类题目的关键是要紧紧抓住极大值点的概念来做,综合性较强。首先我们来看一下,既然抓住这道题的概念,我们先从单调性来分析一下。看解法一单调性分析。首先我们令一减X3大于0,算出我们的定义为-1到1。然后我们先讨论最难的情况,因为cos AX最简单的情况,那就是A等于零时,此时FX等于负,ln 1减X次方。让我们通过复合函数的同增异减可以得出FX在-1到0上单调递减,在0到1上单调递增,故X等于0。此时是FX的极小值力,不合题意。但这里的单调性的判断方法,同学们也可以通过对FX进行求导来判断。一致的方法是一致的,所以A不等于0。那当A不等于0的时候,我们又应该怎么来进行讨论呢?那么观察还函数FX它等于cosine AX减ln 1减X方,其中cosine AX是偶函数,ln 1减X方也是偶函数。所以FX等于偶函数,就偶函数仍然是一个偶函数。因此为了减少我们的讨论,所以我们令B等于A绝对值大于0,然后我们验证FX为偶函数。接下来有提议对它进行求导,再来观察我们这个FX1撇等于负B倍,sine BX减XX3减1分之2,XX属于负一的一。这个导函数当中它有三角函数,也有基本数的函数。如果直接来进行计算不好做,那怎么办呢?我们很自然的想到要将这个问题复杂问题并简单,那怎么办?将三种函数化为基本初等函数怎么化解呢?我们知道在第一问当中,我们已经学过当X属于01时,sine x大于X减X方小于X所以据此我们可以得到,当BX属于01时,sine BX小于BX大于BX减BX的平方。这样我们就可以放缩得到这一个式子。放缩后我们发现一减X方它是大于零的,X大于0B方X方也是大于零的,我们要保证导函数的正负,我们只需要2减B方大于等于0,则FX撇就大于零了。2减B方大于等于0,解得B方小于等于二大于0,这个时候可以得到FXP它是恒大于零的那这里我们取M等于B分之一和一的最小值,为什么我们要取M这个值呢?因为我们要保证BX属于0到1恒成立。那此时我们B方大于0小于等于二了,我们得到了FX1撇,它是大于零的,说知道FX在零到M上单调递增,结合偶函数的对称性可知,FX在负M到0上单调递减,在零到M上单调递增,所以X等于零是FX的极小值点,不合题意。刚才我们讨论了B方大于0小于等于2。接下来我们讨论B方大于的时候,当B方大于2的时候,此时一样的道理,我们还是通过放缩得到这样一个式子。在这个式子中我们知道一减X3分之X是恒大于零的小括号,这一串式子的正负无法确定,那怎么办呢?接下来我们就构造HX等于这一串,对HS进行求导,我们可以判断HS的单调性,它在零度B分之一上单调递增,又因为H0小于0,HB分之一大于0,所以在0到B分之一内存在唯一的零点N属于0到B分之1。当X属于0到N时,则HX小于0,HX小于0,则FX1撇也小于0,即FX在零到N上单调递减。结合偶函数的特性值,FX在-00上单调递增,所以X等于零是FX的极大值点,它符合题意。综上所述,B方大于2,即A方大于2,它成立,解得A大于根2或A小于负根二,故A的取值方法也为负无穷到负根,二柄上根二到正无穷就完了。我们来总结一下方法一,单调性分析,它换元放缩,简化计算,找出讨论的标准分析求导,利用函数的单调性求解就可以了。关键是如何找出讨论的标准,这是它的难点。接下来我们看第二个方法,即置顶的第二终端条件。什么是几次点的第二平分条件呢?原理,若FX02阶导小于0,则X等于X0是Y等于FX极大值点。若FX0的2阶导大于0,则X等于X0是Y等于FX的极小值点。因此我们要求A的取值范围,是不是要求F0的二阶导小于零就可以求出A的范围就可以了。好,下来接一样道理,我们对FX撇求导,这个时候我们发现FX撇是奇函数。我们讨论FX撇的奇偶性和讨论函数FX的奇偶性方法实际上是一样的,大家也不用纠结。那么求二阶导,我们判断出F0两撇等于负A3分之2。根据极值点的第二充分条件,F0两撇小于零时,我们解得A属于负无穷到负根二比上根二对正无穷,此时得到X等于0,是Y等于FX的极大值点。当A属于负根二度根二时,F0两撇大于0,则X等于零是Y等于FX的极小值点,它不满足T为什么我们已得出来A属于负无穷度,负根二柄上根二等无穷,又时还要讨论后面的情况呢?因为前面是我们的必要性,我们还要讨论它的充分性,所以还要把A属于负根二逗根2和A等于正负根二都讨论了。我们的分类讨论要注重不重不漏。那么当A等于正负根号时,此时X属于0到2分之根号时,有个放缩式子,sine根号X小于根号X所以范数得到FX撇大于0。此时我们知道FX在0到2分之根号三是大于零的,又因为FXB为奇函数,所以当X属于负二分之根2到0时,FXB小于0。根据极小这个极值点的定义,所以X等于零是Y等于FX的极小值点,不满足题设条件。综上可知,实数A的取值范围是负无穷到负根。二秉善根,二斗正无穷。我们来总结一下方法2。方法二它直接由FX0两撇小于零求出A的取值范围,先证必要性,再证充分性即可。这个方法他讨论的标准是容易确定的,很简单很快捷。但是这两种方法,方法一它是很难讨论标准。方法二的话这标准来的太容易的,同学可能不敢直接用,那怎么办呢?我们可以将两个方法合并一下,得到方法3。方法三极致的。第二成分调整的目的是确定讨论的标准。怎么确定呢?现在我们看一下,好一按道理我们对FX进行求导,判断FX点的奇偶性。让我们先讨论最简单的情况,A等于0的时候,这个时候我们对FXV直接求导判断单调性。它在-1到1上单调递增,此时X等于0,不是Y等于FX的极值点,所以它不满足题意。那么接下来怎么讨论呢?根据极置顶的这个第二充分条件,因为X等于零是FX的极大值点,我们通过算出来知道A是小于负根2或A大于根2,所以我们就要讨论A小于负根2或A大于根2,讨论要不重不漏,所以还要讨论A属于负根22到根二的B区间。那此时我们因为A分为小于0和A大于零了,所以我们放缩的时候不妨分A大于0和A小于零两种情况来放缩。得到这样一个范数式子,有第一个条件值。再来看母亲讨论A属于根二都正无穷时,就A倍sine AX大于A方X减A的立方X的平方。所以范索得到这个式子画横线,这一串的正负无法确定,因为X大已经确定了,画横线出来式子符号无法确定,怎么办呢?一样的道理,构造函数令大FX等于它,然后求导判断FX在零的M上单调递增,从而因为F0小于0,存在T1大于0,使得当X属于0到T1时,大FX小于0,所以FX撇也小于0。又因为FS撇是奇函数,所以在负T1逗0上FX撇大于0。因此FX在负T1到0上单调递增,零痘T1上单调递减,此时X等于零是函数Y等于FX的极大值点。当A属于负无穷到负根号时,同样的道理也可以得到,X等于零是函数Y等于FX的极大值点。那么当A属于负根二对五根二时,我们通过放缩注意这一步。放缩的是我们一共放缩了三次。第一次是负AB等于X大于A方X第二步是负A方大于等于-2,因为A属于负根二都根二,所以负A方是大于等于负二的。第三步是一减X3分之2大于2,反缩了三次得到了FXP在零到M3大于0,又因为Y等于FX撇为奇函数,所以当X属于负M等于零时,FX约小于0,故X等于零是Y等于FX的极小值点,不满足题设条件。综上可知,实数A的取值范围是负无穷到负根二丙三根二到正无穷。我们方法三的话,注意我们集致鼎价值的条件是为了快速确定讨论的标准,然后放缩简化计算,充分利用极大值点的概念就可以判断出来了也相对比较容易一些。接下来看方法是微元法,熟悉验证道理,求定义域求导。接下来我们设微云德耳塔X德耳塔X大于0。注意微云德耳塔X想要大于零的话,我们它是指的是无穷小的一个正数。由X等于零是函数FX的极大值点之当X属于0逗0加德耳塔X时,F0加德耳塔X1撇小于0。当X属于0减德塔X逗号零时,F0减德塔X1撇大于0。接下来我们讨论第一种情况,当X属于0到0加德塔X时,F0加德塔X1撇小于0。我们通过化简上面这个式子得到A倍sine,a倍德塔X大于一,减得塔X方分之二倍的塔X再来讨论A显然当A等于零的时候,这个不等式的左边是为零,右边是一个正数。它若不等式不成立,当A大于零时,我们两边同时乘以A倍data x分之一得到这个式子。又有洛必达法则之。当德塔X趋于零时,它的极性等于A倍,德塔X比上A倍德耳塔X等于1。故当德尔塔X趋于零时,A大于A分之2,解得A大于根号。同样的道理,当A小于零时,有A小于A分之2,解得A小于负根二,故A小于负根2或A大于根2。第二种情况,当X属于0,减德耳塔X得零时,同样的道理我们也可以解得A小于负根2或A大于根2。故综上所述,A的取值范围为负穷度负根二秉善根,二都正无穷。某方法四的话,关键是由极大值点的概念可以得到我们这一个小结论,通过小结论分离参数数,一步步就可以求解出来了。接下来我们看方法五泰勒展开式。同学可能很疑惑,这个题也可以用泰勒展开式来做吗?答案是肯定的。就来看首先我们对FX由它的展开式cosine x论一加XX知道了得到了cosine AX和ln 1减X3的它的展开式代入FX中得到了函数FX的泰勒展开式。由于X等于零为极大值点,且F0等于1,所以存在X属于负德尔塔都德耳塔德耳塔大于0,使得FX小于等于F0等于1。所以我们只要一减二分之A方乘X方加上2分之1加4的阶乘分之A的4次方I4次方加上这一串小于等于零就可以了。故我们只需要X3的2次项系数一减2分之1,Y小于0,推得A小于负根2或A大于根号,故A的取值范围为负无穷到负根二。秉善根,二豆无穷。所以泰勒展开式它的方法也比较简单,关键是要熟悉泰勒展开式的原理,代入计算即可。现在我们一共讲了5种方法,对比一下五种话,我们会发放,会发现方法一题目较为难解一点,方法2345都相对容易,其中方法24和方法五都比较容易,关键是方4、方法五。它涉及到高等数学知识,同学们可能不知道,但是也该掌握还是得掌握的。我们方法一、方法2、方法23,同学们如果说时间允许的话可以采用。但是无论哪种方法,它都是紧紧的来围绕极大置顶的概念来求解的。所以就告诉我们这个概念是很重要的,同学们必须掌握。再来看一下试题溯源,实际上这题有姓名的高考背景,在2018年全国三卷的时候,已经逃过一个极大值点求参数的问题了。这个题当然教材背景也有,在我们这个256页必修一第26题有一个泰勒展开式,以及97页练习。第一题这证明不等式刚才也说过了,所以说我们一定要重视高考,也重视教材。我们结题反思,第一就是要重视教材,研究教材,大家一定要重视我们数学教材中的一些基本的概念、题型、方法和重点题目,都要深入去挖掘研究一下。第二要深入研究晚年的高考数学题。晚年的高考数学题都渗透了命题者老师的一些心血,精心研制出来的,肯定有它的价值所在,大家一定要深入研究。第三要重视高等数学知识。高等数学知识可以帮助我们从本质本云上来挖掘我们这个题目。而且如果大家考试的时候时间不允许的情况下,我们可以用高等数学快速做出来,节约时间。第四就是要学会一题多解,深度思考,才能掌握我们一个题目的本质,做到做了一道题就能收获一类题。接下来给大家提供两个并列的练习。第一题是知道极大值求A的范围。第二题是知道X等于零是极小值点,求A的取值范围。同学们下去尝试一下。好,每一个题目当中我都给了两个解法,一个解法是常规的,一个解法是不常规的。同学们下去可以练习一下。好,以上就是我对这个题目的讲解,相信同学们应该有很好的收获。如果做的说的不好的地方,请各位同学和老师批评指正,谢谢大家。
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