1、2018 年高考理科数学浙江卷导数压轴题解析已知函数 .()lnfxx(I)若 在 , 处导数相等,证明: ;1212()12()8lnfxf(II)若 ,证明:对任意 ,直线 与曲线 有唯一公共点.34la0kykb()x【题目分析】本题综合考察了函数的单调性、极值以及零点的分析。解决第(I)问中 取12()fxf值范围问题的关键在于建立 与 之间的关系将双变量转化为单变量,寻找该单变量的取值1x2范围,构造函数并根据函数的单调性以及定义域讨论其值域,难度不大。第(II)问重点考察函数零点的寻找, “零点存在性定理” 与“函数单调性”的结合是解决“唯一零点”这类问题的常规套路 “零点存在性定
2、理”解决有没有的问题, “函数单调性”解决可能有几个的问题。题目中需要构造 这样一个含有双参变量的函数,()lnhxxka参数 a 不会影响“ 函数单调性 ”,也就是意味着函数 的单调性比较好处理,难点在于“零()点存在性定理” 的运用, 是否存在大于 0 或者小于 0 的点是由参数 k 和 a 共同控制的,()hx对于这样一个既含有根号又含有对数的函数而言,处理起来比较棘手。当然考虑 在()hx及 处的极限很容易得出 存在零点的结论,但是需要强调的是求极限严格来0x()x讲不属于高中阶段内的知识点(虽然高中教材中有涉及) ,高考时得不得分存在很大争议,因此高考数学官方标准答案中都会带入“特殊
3、值” ,通过不等式的放缩来证明函数值是否存在大于( 小于 )0 的点,本题中官方标准答案中给出 以及 这样两个极(|)akme2(|1)nak其复杂的“特殊值 ”,让人望而生叹直呼好难想到。本解答过程另辟蹊径,给出了两个非常简单的范围来说明 的正负号问题将()hx分为 与 两部分,此时参数 k 和 a 分开(k 和 a 二者之间没有关系,相互()hxkxlna独立) ,逐一讨论范围之后再合并,从而确定 的正负号。)hx【题目解答】(I) , ;令2111()=()()2462fxxx0x12()fxfm,则 和 是关于 的一元二次方程 的两个不相等的正数根,1012t2tm从而 1212121
4、206+=+=56mxxx;121211212()lnlnxfxfx令 ,则 , 在 上单调递减,在 上tlng 4()4tgt ()gt06), (16,)单调递增,所以当 时, ,即 ,得1256x12)(568ln2x12()8lnfxf证.(II)直线 与曲线 有唯一公共点等价于函数 有唯一零点;ykb()f ()lnhka(a) 零点的存在性证明:当 时 ,当 时 ,所以当 时,21(0,)xk0xk(,)axeln0x21(0,min,)axek;当 时 ,当 时 ,因()=lnha21+, k(+)ae, l此当 时, ;根据零点存在性定理可知函数21mx(,)ek()=ln0h
5、xxa在区间 至少存在一个零点,从而 在 至少存在一个()h221in,a,aek ()hx0,)零点.(b) 零点的唯一性证明:;211()=()462hxkkx若 ,则 恒成立, 单调递减,此时 在 最多只有一个零点;6k)0h(h()hx0,)若 , 有两个不相等正根 和 (设 )且易知10(=x 3x434,从而 在 上单调递减, 上单调递增, 上单调342x()h30,)34(,)x4(,)x递减。由 得:()0h,31=2kx16从而 ;结合(I)333333()lnln()ln12xhxxkaxaa 中函数 的单调性可知: ,即 ,所以当()gt 3l24l3()4l0h时函数 ,结合 的单调性可知 在 内无零点,在40,x3()0hx()hxx(,)最多一个零点;此时 在 亦最多只有一个零点.()(),综上,当 且 时函数 有唯一零点,即直线0k4ln2a()lnka与曲线 有唯一公共点.yxb()fx