2018年全国卷Ⅰ卷文科数学解析

前言

选择题

【2018年全国卷Ⅰ卷文科数学第11题】已知角\(\alpha\)的顶点为坐标原点,始边与\(x\)轴的非负半轴重合,终边上有两点\(A(1,a)\)\(B(2,b)\),且\(cos2\alpha=\cfrac{2}{3}\),则\(|a-b|=\) 【】

$A.\cfrac{1}{5}$ $B.\cfrac{\sqrt{5}}{5}$ $C.\cfrac{2\sqrt{5}}{5}$ $D.1$

分析:自行做出示意图,由选项可知,可以将角的终边放置在第一象限,这样\(b>a\)

从而所求\(|a-b|=\cfrac{|a-b|}{1}=\cfrac{b-a}{1}=tan\alpha\)

到此题目转化为已知\(cos2\alpha=\cfrac{2}{3}\),求\(tan\alpha\)的值,

即已知\(cos2\alpha=\cfrac{cos^2\alpha-sin^2\alpha}{cos^2\alpha-sin^2\alpha}=\cfrac{1-tan^2\alpha}{1+tan^2\alpha}=\cfrac{2}{3}\)

从而解得\(tan^2\alpha=\cfrac{1}{5}\),则\(tan\alpha=\cfrac{\sqrt{5}}{5}\),故选\(B\)

解答题

【2018年全国卷Ⅰ卷文科数学第21题】 函数\(f(x)=a\cdot e^x-lnx-1\)

(1)、设\(x=2\)\(f(x)\)的极值点,求\(a\),并求\(f(x)\)的单调区间。

分析:\(f'(x)=ae^x-\cfrac{1}{x}\),由\(f'(2)=0\),解得\(a=\cfrac{1}{2e^2}\)

\(f(x)=\cfrac{e^x}{2e^2}-lnx-1\)

下面求单调区间,定义域是\((0,+\infty)\)

【法1】:\(f'(x)=\cfrac{e^x}{2e^2}-\cfrac{1}{x}=\cfrac{1}{2e^2}\cdot \cfrac{xe^x-2e^2}{x}\)

到此,结合题目给定的\(f'(2)=0\),猜想验证,写出结果,

\(0< x <2\)时,\(f'(x )<0\),当\(x >2\)时,\(f'(x) >0\)

故单调递减区间是\((0,2)\),单调递增区间是\((2,+\infty)\)

【法2】:令\(f'(x)>0\),即\(\cfrac{e^x}{2e^2}>\cfrac{1}{x}\),即\(xe^x-2e^2>0\),观察可得,\(x >2\)

同理,令\(f'(x)<0\),可得\(0< x < 2\)

故单调递减区间是\((0,2)\),单调递增区间是\((2,+\infty)\)

(2)、证明\(a\ge \cfrac{1}{e}\)时,\(f(x)\ge 0\)

【法1】: 已知题目\(a\ge \cfrac{1}{e}\)\(f(x)\ge 0\)的充分条件,转化为求\(f(x)\ge 0\)恒成立时,求解\(a\)的取值范围,即必要条件。

由题目\(f(x)\ge 0\)可知,\(ae^x-lnx-1 \ge 0\),即\(ae^x\ge lnx+1\)

分离参数得到\(a\ge \cfrac{lnx+1}{e^x}\)恒成立,

\(h(x)= \cfrac{lnx+1}{e^x}\),只需要求得\(h(x)_{max}\)

\(h'(x)=\cfrac{\cfrac{1}{x}e^x-(lnx+1)e^x}{(e^x)^2}=\cfrac{\cfrac{1}{x}-lnx-1}{e^x}\)

\(=\cfrac{1}{e^x}\cdot \cfrac{1-x-x\cdot lnx}{x}\)

说明:此时有一个很实用的数学常识,当表达式中含有\(lnx\)时常常用\(x=1\)来尝试寻找分点。比如此题中\(h'(1)=0\)

然后分\((0,1)\)\((1,+\infty)\)两段上分别尝试判断其正负,从而得到

\(0< x <1\)时,\(h'(x)>0\)\(h(x)\)单调递增,

\(x >1\)时,\(h'(x)<0\)\(h(x)\)单调递减,

\(x=1\)时,函数\(h(x)_{max}=h(1)=\cfrac{1}{e}\)

\(a\ge \cfrac{1}{e}\)时,\(f(x)\ge 0\)

小结:1、本题转而求\(f'(x)\ge 0\)的必要条件。

2、注意含有\(lnx\)\(ln(x+1)\)的表达式的分点的尝试,其实质是数学中的观察法。

【法2】:分析,当\(a\ge \cfrac{1}{e}\)时,\(f(x)\ge \cfrac{e^x}{e}-lnx-1=g(x)\),只需要说明\(g(x)_{min}\ge 0\)即可。

\(a\ge \cfrac{1}{e}\)时,\(f(x)\ge \cfrac{e^x}{e}-lnx-1\)

\(g(x)=\cfrac{e^x}{e}-lnx-1\),则\(g'(x)=\cfrac{e^x}{e}-\cfrac{1}{x}=\cfrac{1}{e}\cdot \cfrac{xe^x-1\cdot e^1}{x}\)

故用观察法容易得到

\(0< x <1\)时,\(g'(x)<0\)\(x > 1\)时,\(g'(x)>0\)

\(x=1\)是函数\(g(x)\)的最小值点,则\(x>0\)时,\(g(x)\ge g(1)=0\)

\(a\ge \cfrac{1}{e}\)时,\(f(x)\ge 0\)

【2018年全国卷Ⅰ卷文科数学第22题】【题文】 略

分析:对应图像
















posted @ 2018-06-17 11:20  静雅斋数学  阅读(641)  评论(0编辑  收藏  举报
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