2016年全国2卷理科数学压轴题(导数大题)

(1) 讨论函数f(x)=x2x+2ex的单调性,并证明当x>0时,(x2)ex+x+2>0

(2) 证明:当a[0,1)时,函数g(x)=exaxax2(x>0)有最小值.设g(x)的最小值为h(a),求函数h(a)的值域.


   (1) 函数f(x)的定义域为(,2)(2,+),其导函数f(x)=x2(x+2)2ex,

于是函数f(x)(,2)(2,+)上都单调递增.

x>0时,有f(x)>f(0)=1,

x2x+2ex>1,
整理即得(x2)ex+x+2>0.

(2) 函数g(x)的导函数为g(x)=x+2x3(x2x+2ex+a),

h(x)=x2x+2ex+a,则h(0)=a1<0,h(2)=a0,
结合第(1)小题结论,h(x)(0,2]上有唯一零点x=m.进而可得函数g(x)(0,m)上单调递减,在(m,+)上单调递增,因此x=m也为函数g(x)的极小值点,亦为最小值点.因此当a[0,1)时,函数g(x)有最小值g(m)

由于m2m+2em+a=0,

于是a=m2m+2em,
a[0,1)时,有m(0,2].进而函数g(x)的最小值g(m)=em(m2m+2em)(m+1)m2=emm+2,
r(m)=emm+2(m(0,2]),则其导函数r(m)=m+1(m+2)2em>0,
因此函数r(m)(0,2]上单调递增,从而函数h(a)的值域,即函数g(x)的最小值的取值范围是(r(0),r(2)],也即(12,14e2]

   此题第(2)小题故意使用关于a的函数h(a)误导解题者用a表示极值点,增加了问题的难度.

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2016年全国2卷理科数学压轴题(导数大题)》有6条回应

  1. Avatar photo 意琦行说:

    精彩的想法,在函数图象连续变化的前提下这样推理是可以的,可是一个含参数a的函数f(x)的最小值h(a)不一定是连续的哦.

  2. phantom说:

    第二问中若将g(x)整理为exx2a(x+1)x2,就可以得到
    exx2g(x)>ex(x+1)x2,

    然后两边分别求最小值也可以吧

    • Avatar photo 意琦行说:

      显然不可以,函数g(x)的图象在两个函数图象之间,并不代表着它的最小值的取值范围是这两个函数的最小值之间.自己画个图就知道了.更何况下界函数并无最小值.

      • phantom说:

        f(x)g(x),设x=x0f(x)取最小值,则有minf(x)=f(x0)g(x0)ming(x),

        而分别取a0,1时,这最小值等号却能取到。右边的函数倒是只有极限值12,说明这个倒是很麻烦

        • Avatar photo 意琦行说:

          最小值的最大值明显无法这样推理.

          • phantom说:

            之前已经证明f(x)g(x),那么minf(x)ming(x),


            那么若f(x)g(x)h(x),也就有
            minf(x)ming(x)minh(x),
            前提是他们在相同区间上有定义
            我画图没看出反例来。。老师能否告诉我一个反例,我没想到自己漏想了什么地方。。。

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