本题导读
本题考查导数研究函数的单调性与极值。
📌【题干】
Question
(2011年四川卷(理)) 已知函数 ,.
(1) 设函数 ,求 的单调区间与极值;
(2) 设 ,解关于 的方程 ;
(3) 试比较 与 的大小.
🔍【思路分析】
破题导航
- 对 (1):
- 写出 的定义域为 ;
- 求导 ,令 解得极值点 ,并划分单调区间。
- 对 (2):
- 先化简方程中的各个复合函数项:,代入对数真数中;
- 利用底数变换公式将 化为 ,利用对数差化商化简右端 ;
- 考虑真数大于 0 及定义域限制,转化为整式/分式方程求解并检验增根。
- 对 (3):
- 先求出通项或放缩模型:观察 ,利用导数或不等式放缩法(如 或积分放缩)评估 与封闭式的值。
✅【答案】
点击查看答案
(1) 待补
(2) 待补
(3) 待补
✍【详细解析】
Abstract
(1) 函数 的定义域为 。 求导得: 令 。
- 当 时,, 单调递减;
- 当 时,, 单调递增。 因此, 的单调递减区间为 ,单调递增区间为 。 当 时, 取得极小值也是最小值: 故 无极大值,极小值为 。
(2) 方程为 。 首先化简各部分:
- 。
- 方程左边:。
- 方程右边:。 因此方程等效为: 两边真数相等(需加上定义域限制条件): 前提条件: 整理分式方程: 由求根公式得: 结合定义域 及根的存在性进行参数 的分类讨论求解(具体取值视 范围而定)。
(3) 令 。 其中 ,, 。 利用积分放缩或二次根式裂项相消法(如 ),对求和项进行精确控制,最终通过放缩证明该差值与 的大小关系。经严格放缩推导可知:
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:导数求最值、对数方程的同解变形与真数限制、数列求和与放缩估计。
- 核心方法:
- 第 (1) 问常规求导找驻点;
- 第 (2) 问换底与对数性质化简,防范增根与定义域遗漏;
- 第 (3) 问利用根式有理化或微积分积分中值定理/求和放缩。
- 避坑指南:对数方程变形时,形如 ,切忌直接写成 丢失开方根号。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源:2011年四川高考理科压轴题第 22 题,全面考查函数、导数、对数方程与数列放缩极限的顶峰综合能力。
- 结论推广:形如 的求和估计常借助欧拉-麦克劳林公式或函数积分放缩:。
🔗【关联脉络】
Multi column
知识锚点 (Nodes)
类题演练 (Links)