今年的高考数学据说很难!这是新鲜出炉的全国高考数学压轴题,到底难度如何,看完就知道,老黄只能说,答案全是靠蒙出来的。
已知f(x)=e^x-ax与g(x)=ax-lnx有相同最小值.
(1)求a;
(2)证明:存在直线y=b, 其与两条曲线y=f(x)和y=g(x)有三个不同的交点,且从左到右的三个交点横坐标成等差数列.
分析:(1)先求两个函数的导数等于0时,得到两个函数都各只有一个稳定点。然而如果想知道这两个稳定点都是极值点,且都是极小值点,根据“连续函数唯一的极值是最值”,来确定这两个点都是各自的最小值点,就得求它们的二阶导数,或者用极值的第一充分条件来判断。显然,这都有点超纲,所以此题第一蒙:稳定点就是最小值点。
然后分别代入稳定点,列得一个高中生可能根本解不了的方程。不过这个关于a的方程,有一个根很容易得到。但不是通过解方程的一般方法得到的,所以我们不能确定它是不是唯一的根,有没有漏根。因此,此题第二蒙:关于a的方程有唯一的实数根。
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(2)如果作出函数的图像,就可以很容易发现,直线y=b一定过它们的交点。但考场上哪来那么多时间去作图。当然,用极限的方法也能分析得到同样的结论。不过极限的知识似乎也超纲了。所以,此题第三蒙:直线必过交点。
现在设交点的坐标为(x0,b),并设y=b与f(x)的另一个交点为x1,接下来的一步很关键。老黄也是借鉴高手的做法,经过自己理解,加工得到的。就是作g(x)关于x=x0的对称函数h(x)。求证h(x)与f(x)的交点在y=b上,且这个点必是x=x1就得证了。因为这就证明g(x)上有一个点也满足y=b,且这个点与h(x)满足条件的点x1关于x0对称,记为x2, 就有x1 x2=2x0,从而知道x1,x0,x2是等差数列。
但这个过程中,要列出一个关于x的,也可能根本解不出来的方程。那怎么办?那就靠蒙咯。因此此题第四蒙:x1是关于x的方程的解。
好了,全都蒙出来了,现在就可以组织解题过程了。
(1)解:由f’(x)=ex-a=0得, x=lna;
由g’(x)=a-1/x=0得, x=1/a.
依题意得:a-alna=1 lna,
∴a=1. 【不要写解得a=1,鬼知道它还有没有其它根呢。就算没有实数根,也很有可能存在虚数根。如果写解得a=1,就需要数学的严谨性。而这样写,就只需要符合要求的根就足够了】
(2)证明:依题意, 可设x=x0, x=x1, 使得:e^x0-x0=e^x1-x1=x0-lnx0=b.
记x2=2x0-x, g(x)关于x=x0的对称函数h(x)=2x0-x-ln(2x0-x).
若e^x-x=2x0-x-ln(2x0-x),有e^x1-x1=2x0-x1-ln(2x0-x1)=b. 【这特么就是明目张胆地蒙出来的,就直接代入x1检验正确,又待如何!】
即h(x1)=g(2x0-x1)=g(x2)=b=f(x1)=f(x0)=g(x0),
且x1 x2=2x0,∴x1, x0, x2成等差数列. 【题目只要求存在三个不同的交点,没有说这三个交点是仅有的,即四个以上的交点中,取得三个符合条件就足够的。虽然其它这些情形不一定存在 ,但这样的设定,为前面“蒙”的作法提供了合理性的条件】
一题四蒙!不蒙还真完成不了,因为如果不靠蒙,要么高中的知识不够,要么时间不够。您怎么看呢?