本题导读
本题考查函数的基本性质,以及单调性。
📌【题干】
Question
(2013年四川卷(理)) 设函数 (, 为自然对数的底数).若曲线 上存在 使得 ,则 的取值范围是()
A. B. C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
- 分析 的取值范围:
- 点 在曲线 上,由正弦函数性质可知 。
- 利用单调性简化复合方程:
- 观察 。在定义域内, 是增函数,平方根函数也是增函数,故 在其定义域上是 单调递增 的。
- 关键性质:对于单调递增函数, 与 是等价的。
- 证明简述:若 ,则 ;若 ,则 。故 。
- 转化方程并限定范围:
- 问题转化为:方程 在 上有解。
- 代入解析式:。
- 注意隐含条件:由根号性质知 ,故解 必须满足 。
- 分离参数并求值域:
- 两边平方:。
- 设新函数 ,求该函数在 上的值域。
✅【答案】
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A
✍【详细解析】
Abstract
第一步:方程等价转化 因为 在定义域上单调递增, 所以 。 即 。
第二步:确定变量范围 由于点 在 上,则 。 又因为根号下的值非负且根号结果等于 ,必须有 。 综合得 。
第三步:构造函数求 的范围 由 得 。 问题转化为:求函数 在 上的值域。 对 求导: 令 ,再次求导 。
- 当 时,, 递减;
- 当 时,, 递增。 计算端点及极小值:,。 发现 在 上的最小值大于 0,即 恒成立。
]
第四步:得出结论 因此 在 上单调递增。
- 所以 。
故正确答案为:A。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:增函数迭代方程的不动点特性;利用导数研究复合函数单调性。
核心方法:“等价转化”。这是处理 类型压轴题的万能钥匙。
避坑指南:- 必须通过平方根的性质将 的范围由 缩小到 ,否则会多算出不存在的范围。 - 判定 的正负时,如果对 的增长不敏感,建议通过二阶导确认一阶导的最小值。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:巴拿赫不动点定理(Banach Fixed Point Theorem)的简化应用。
结论推广:若 减函数,则 的解不一定是不动点,可能存在“互为数值”的二周期轨道点。
方法推广:处理“存在性”问题,通常转化为“方程有解”,进而转化为“参数属于函数的值域”。
🔗【关联脉络】
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