大家好!本文和大家分享一下这道2012年高考全国1卷理科数学的压轴题。这是一道导数综合题,综合考查了导数的计算、导数与函数单调性、导数与函数的最值等知识。题目的难度还是很大的,不少班级都是全军覆没了。下面一起来看一下这道高考压轴题。

先看第一小问:求f(x)的解析式及单调区间。
根据题意不难发现,要求f(x)的解析式,只需要求出f'(x)和f(0)的值即可。
由f(x)=f'(1)e^(x-1)-f(0)x+x^2/2可得,f(0)=f'(1)/e,且f'(x)=f'(1)e^(x-1)-f(0)+1,所以当x=1时,f'(1)=f'(1)e^(1-1)-f(0)+1=f'(1)-f(0)+1,解得f(0)=1。所以f'(1)=ef(0)=e。故函数f(x)的解析式为:f(x)=e^x-x+x^2/2。

接着再讨论函数f(x)的单调性。
对f(x)求导,得到f'(x)=e^x-1+x。令g(x)=f'(x)=e^x-1+x,则g'(x)=e^x+1>0在R上恒成立,即g(x)在R上为增函数,也就是f'(x)在R上是增函数。
令f'(x)=e^x-1+x=0,解得x=0,所以当x<0时,f'(x)<0,此时f(x)为减函数;当x>0时,f'(x)>0,此时f(x)为增函数。

再看第二小问:求(a+1)b的最大值。
这一问是个双参数问题,而遇到双参数问题首先需要看这两个参数之间是否存在某种关联。如果存在关联,那么实际上就是单参数问题,只需要利用两个参数之间的关联性消去一个参数。如果不存在关联性,也就是说两个参数的取值互不影响,这个时候才是真正的双参数或者说二元函数问题。
在本题中,a、b之间不存在关联性,所以也就不需要考虑两者之间的关系。
回到题目,将f(x)≥x^2/2+ax+b移项整理得e^x-(a+1)x-b≥0,所以我们构造新函数h(x)=e^x-(a+1)x-b,那么就有h(x)在R上的最小值都要大于等于零。于是,接下来就变成了求函数h(x)的最小值。

先对h(x)求导,得到h'(x)=e^x-(a+1)。由于e^x>0,所以当a+1≤0时,h'(x)>0,即h(x)在R上单调递增。又当x趋近于负无穷时,h(x)也趋近于负无穷,这与h(x)≥0相矛盾。
当a+1>0时,由h'(x)=0得,x=ln(a+1),所以当x<ln(a+1)时,h'(x)<0,当x>ln(a+1)时,h'(x)>0,所以h(x)≥h(ln(a+1))=(a+1)-(a+1)ln(a+1)-b。由于h(x)≥0恒成立,所以(a+1)-(a+1)ln(a+1)-b≥0,即b≤(a+1)-(a+1)ln(a+1),故(a+1)b≤(a+1)^2-(a+1)^2ln(a+1)。
令ψ(x)=x^2-x^2lnx,x>0,求出ψ(x)的最大值也就是(a+1)b的最大值。

这道题就和大家分享到这里,你学会了吗?