本题导读

本题考查超越方程根的求解,核心在于构造反函数模型,利用指数函数和对数函数图象关于直线 对称的几何性质,将代数方程转化为解析几何中的对称点问题进行求解。

📌【题干】

Question

(2009年辽宁卷(理)) 若 满足 , 满足 , 则 ()

A.        B.        C.        D.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 对两方程进行恒等变形,分离出指数和对数部分。
  2. 采用换元法,令 ,,将方程化为高度对称的形式: 和 。
  3. 构造反函数 和 ,结合直线 ,利用图象对称性得出两根之和。

✅【答案】

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C

✍【详细解析】

Abstract

对于方程 ,化简为: 。 令 ,代入得:,即 ①。

对于方程 ,化简为: 。 令 ,代入得:,即 ②。

观察方程 ① 和 ②,可以发现: 是函数 与直线 交点的横坐标,即交点为 ,且 。 是函数 与直线 交点的横坐标,即交点为 ,且 。

由于函数 与 互为反函数,它们的图象关于直线 对称。 同时,直线 也关于直线 对称(垂直于对称轴)。 因此,交点 和 必关于直线 对称。 这意味点 关于 的对称点 恰好等于点 。 所以 。 将 代入 ,得到 。

所求 。 故选 C

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:互为反函数的图象对称性,方程的根与曲线交点的等价转化。
  2. 核心方法:换元平移法,形如 与 的根的和为 的通用结论。
  3. 避坑指南:直接求解该超越方程是不可能的,必须敏锐捕捉到 和 的互逆关系,切忌尝试利用导数去逼近近似解而浪费时间。平移换元时极易把常数项算错,务必细心。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 高考极具区分度的反函数对称性经典模型“零点和”问题。
  2. 结论推广: 若函数 与 互为反函数,方程 的实数根为 ,方程 的实数根为 ,则 恒成立。

🔗【关联脉络】

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