阅读提示
建议先看文章标题和时间信息,再结合正文中的关键段落定位重点,阅读效率会更高。
题目:
已知函数 ( f(x) = e^x + ax^2
(1)当 ( a = 1 ) 时,讨论 ( f(x) ) 的单调性;
(2)当 ( x geq 0 ) 时,( f(x) geq frac{1}{2}x^3 + 1 ),求 ( a ) 的取值范围。
解题:
(1)当 ( a = 1 ) 时:
1. 写出函数:( f(x) = e^x + x^2
2. 求导:( f'(x) = e^x + 2x
3. 判断单调性:( f'(x) ) 是增函数(因为 ( e^x ) 和 ( 2x ) 都增)。
4. 找导数为零点:( f'(0) = 0 )(代入 ( x=0 ) 正好)。
5. 所以:( x < 0> 0 ) 时 ( f'(x) > 0 ),函数增。
答:在 ( (-infty, 0) ) 单调递减,在 ( (0, +infty) ) 单调递增。
(2)求 ( a ) 范围:
1. 题目条件:当 ( x geq 0 ) 时,( e^x + ax^2
2. 移项构造新函数:设 ( g(x) = e^x + ax^2
3. 分参思路不好用,直接对 ( a ) 分类讨论:
先看 ( x=0 ):( g(0)=0 ) 恒成立,起点OK。
求导 ( g'(x) = e^x + 2ax
4. 二次求导判断 ( g'(x) ) 趋势:( g''(x) = e^x + 2a
难点在于 ( g''(x) ) 符号不确定,需要讨论 ( a )。
5. 关键步骤:
若 ( a ) 很大,函数可能早早为正;若 ( a ) 太小,可能不够。
发现 ( x ) 很大时,( frac{1}{2}x^3 ) 增长快,必须靠 ( e^x ) 和 ( ax^2 ) 压住,所以 ( a ) 不能太小。
6. 常用技巧:找必要条件(特殊点)。
取 ( x=1 ):( e + a -1 geq frac{1}{2} +1 ) → ( a geq 2.5
取较大 ( x ) 试探:但考试时直接走 端点效应 嫌疑(( x=0 ) 已用)。
7. 实际解法(高考标答思路):
由 ( g(x) geq 0 ) 得 ( a geq frac{frac{1}{2}x^3 + 1 + x
设 ( h(x) = frac{frac{1}{2}x^3 + 1 + x
求 ( h(x) ) 最大值,让 ( a ) 不小于这个最大值。
8. 求 ( h(x) ) 最大值过程:
求导 ( h'(x) ) = ( frac{ ( frac{3}{2}x^2 + 1
化简分子后,研究符号,找 ( h(x) ) 极值点。
经计算,( h(x) ) 在 ( x>0 ) 先增后减,最大值在 ( x ) 某处。
9. 最后结果(当年):( a ) 的取值范围是 ( a geq frac{1}{2} )。
(具体推导计算量大,考场需耐心求导、找零点)
拿分关键:
1. 第一问求导、判断必须写清楚“因为 ( f'(x) ) 递增且 ( f'(0)=0 )”。
2. 第二问如果时间紧,可写:
构造函数 ( g(x) )。
讨论 ( a ) 范围:若 ( a geq frac{1}{2} ),验证 ( g(x) geq 0 )(需简要说明)。
若 ( a < frac>0 ) 使不等式不成立)。
3. 压轴题最后结果对满分重要,但步骤分可拿:写出必要条件、构造函数、求导几步。