湖南省長沙市第十五中學 厲 倩 (郵編:410007)
2012年遼寧高考文科壓軸題如下(見例1):
證明(Ⅰ)當x>1時,f(x)<(x-1);
如果令l(x)=(x-1),φ(x)=(x-1),那么在定義域內(nèi)f(x)≤φ(x)≤l(x)恒成立,本文我們把這樣的曲線φ(x)稱為f(x)與l(x)的中間曲線.φ(x)與f(x)具有相同的凸凹性,具有相同的切線l(x).一般的,如果f(x)是復雜的(超越)函數(shù),φ(x)可以是比較簡單的(初等)函數(shù),并且符合要求的中間曲線φ(x)的個數(shù)較多.這些特點給我們命制鮮活的題目提供了一個新的生長點,也為我們的教學研究提供了一個新的視角.對于例1的第(Ⅱ)小題有當x≥25時,f(x)>(證明略),以下只研究中間曲線.
例2一般化,有如下例3:
令t=,則變形可得h(x)=2t7-t6+(4n-2)t5-2nt4+2(mn+m-3n)t3-n2t2-2n2t=t(t-1)[2t5+t4+(4n-1)t3+(2n-1)t2+3n2t+2n2](這里利用了).
因為x>0,則t>0,又n≥,則2t5+t4+(4n-1)t3+(2n-1)t2+3n2t+2n2>0,
當x=1,則t=1,h(x)=0,有g(shù)′(x)=0,
當0<x<1,則0<t<1,h(x)<0,有g(shù)′(x)<0,g(x)單調(diào)遞減,
當1<x,則1<t,h(x)>0,有g(shù)′(x)>0,g(x)單調(diào)遞增.
證明 只證左邊不等式(右邊易證),
令t=,則變形可得h(x)=t3(t4+2t2+9)-2t(t4+2t2+1)-t2(t4+2t2+1),
h(x)= (t-1)(t6-2t3+3t2+2t).
因為x>0,則t>0,
當0<t≤1時,2t-2t3≥0,t6+3t2>0,則t6-2t3+3t2+2t>0,
當t>1時,t6-2t3+1≥0,3t2+2t-1>0,則t6-2t3+3t2+2t>0.當x=1,則t=1,h(x)=0,有g(shù)′(x)=0,
當0<x<1時,則0<t<1,h(x)<0,有g(shù)′(x)<0,g(x)單調(diào)遞減,
當1<x時,則1<t,h(x)>0,有g(shù)′(x)>0,g(x)單調(diào)遞增.
仿上可證(略).