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導數雙變量壓軸題解題

教育 更新时间:2024-08-25 12:16:03

導數大題是高考壓軸題的常客,其中有一個類型,題目中總是含有x1和x2,讓很多人頭疼不已。

有些人看答案可以明白,但自己卻想不到這麼做,這種情況也是正常,因為很多時候答案的方法是“分析法”,如果按照答案給出的順序去分析,思路和過程正好是相反的。想不到“為什麼”也是正常。

導數雙變量壓軸題解題(利用合二為一的方法)1

有些年輕教師講解時也是就題論題,說不到點子上。缺少類型題的總結,或者說方法歸納。殊不知這個類型總共就3個方法就能搞定了。而我們要做的是提煉出題目的本意,下面我拿一道題抛磚引玉,介紹其中一種方法,是我們做題的正常思路過程,在書寫答案的時候一定不是這個順序,希望大家仔細體會,并記住其中要點。

導數雙變量壓軸題解題(利用合二為一的方法)2

直接看到問題的第三問,因為AB的中點為C,則事實上x0橫坐标坐标為(x1 x2)/2,故問題實際上是證明一個含有x1和x2的式子。雖然我們學過求導數的各個法則,也感受到了導數的力量,很多看似複雜的函數,在導數工具的幫助下,瞬間可以求出單調性,那樣函數的圖像狀态就不攻自破。

但事實上需要大家認清一點,我們對函數的處理能力是有一個死穴的,我們沒有辦法搞定兩個變量!對于含有x1和x2的式子,我們隻能苦笑無奈,這類問題的重要的解題思路是将這兩個變量換成一個變量,我們稱之為“合二為一”。

常見的方式有:①令x1/x2=t;②令x1-x2=t;③令x1·x2=t;④令x1 x2=t,其中以第一種情況最為多見,甚至涵蓋了全部題目的90%以上。今天我們詳細解讀“合二為一”的操作方式和具體策略。

我們需要插入一個特别函數,該函數求導後是恒正的,所以函數是恒增的,又過(1,0)點,所以根據函數圖像可以判斷,當t>1時,h(t)>0;當0<t<1時,h(t)<0;

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h(t)的函數圖像

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h(t)的導函數圖像

這個函數是我們解題的法寶,(下面過程會用到)雖然不能适合所有的雙變量的問題,60%是一定可以的。

下面開始針對此題操作,由第一問知a=2,b=1,∴g(x)=2lnx-x2-kx

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下面證明該式子≠0,關鍵的一步是消去參數k,将①代入②中,消去參數k

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下一步是構建齊次式,徹底完成“合二為一”

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紅框的函數正是我們之前插入的h(t)函數,由于t<1,故h(t)<0

最後可得到g'(x0)<0,證畢。

總結:解此類題目,需要重點強調以下幾點:

1、h(t)函數的形式,并且能短時間給出函數結論的過程書寫;

2、消參數是這個過程中必不可少的部分,如若帶着參數k,證明永遠不能成功;

3、構建齊次式并且同除,這是促成“合二為一”變形的直接手段。

練習題:

導數雙變量壓軸題解題(利用合二為一的方法)8

說明:此題和上題如出一轍,适合基礎稍弱,理解能力差一點的學生,給個練習的機會熟悉上題的解題流程。過程略。

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告一段落,到此是對已知條件的翻譯。再看問題

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再同除x1,後構造出h(t)函數,下同例1

詳解不再列出,文末有word版詳解的獲取方式,詳解中給了另外一種構造函數的方法,也供大家參考。

導數雙變量壓軸題解題(利用合二為一的方法)12

【分析】第一第二問略,答案給在word版詳解中,獲取方式在文末;第三問,依題意有兩個零點,代入後得到

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再看問題,要證:x1 x2>2

與以往不同是的,以前幾道題都是需要消去參數這一關鍵步驟,而此題沒有參數。

正所謂有困難要上,沒有困難,要制造困難再上,更何況問題中的式子和我們要

的“合二為一”有點選啊!此時對式子要除一個x2-x1,以便構建齊次式,同時

再除一次保證恒等變換,得:

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解法二:适合有創造力的學生,喜歡一題多解。此題可以構造x1-x2=t

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該解法也是很奏效的,同時省去了取對數的過程,值得借鑒,缺點是和我們上面

的解法不夠呼應,不能很好的讓學生在同一個題型上練“透”,具體情況教師可

以根據學生水平自行拿捏。

練習題:

導數雙變量壓軸題解題(利用合二為一的方法)16

【分析】此題是上個練習題的補充練習,方法類似,詳解在word版中,此題給的取對數的方法,例3給的是不取對數的方法,兩種方法均能奏效,教師們需要掌握兩個方法!

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【分析】此題是難度升級版,需要熟練掌握以上幾個例題在先。

第二問的②問題很明顯就帶有取對數的沖動,即lnx1 lnx2>2。

由題意得lnx1 bx1=0,lnx2 bx2=0,需要作差(目的是構造x1/x2),需要作和(目

的是構造問題中的式子)

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點評:此題難點在于對于已知條件的兩個式子要進行加和減的兩種操作,目的是更好的構造h(t)函數。是本題難點所在。

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【分析】此題也是難題,關鍵在于依題意寫出兩個含x1,x2的式子并作差後,并不能第一時間看到常規的“合二為一”,需要對該方法熟練并把x1 2當成整體,合理的構造出“合二為一”

導數雙變量壓軸題解題(利用合二為一的方法)20

再通過代入和轉化,可以構造出h(t)函數。具體參考word版詳解。

本節内容結束,授課時需要強調幾個關鍵的節點,比如“作差”這種常規操作,h(t)函數的證明,齊次式的構造,消參數的必要性等。

本節習題統統是“合二為一”,并且多見于證明題。下一節我們繼續雙變量的問題,多見于求參數的取值範圍,“合二為一”不再奏效,需要用另一種方法轉化為一個變量。

導數雙變量壓軸題解題(利用合二為一的方法)21

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