【高考数学最后一题答案解题过程】高考数学的最后一题通常难度较大,综合性强,考察学生的逻辑思维、计算能力以及对知识点的灵活运用。以下是对近年来高考数学最后一题的总结与分析,以文字加表格的形式呈现,帮助考生更好地理解这类题目的解题思路和关键步骤。
一、题目类型总结
高考数学最后一题一般属于压轴题,常见的题型包括:
题型 | 特点 | 常见考点 |
函数与导数综合题 | 涉及函数性质、极值、单调性、不等式证明等 | 导数应用、函数图像、不等式推导 |
解析几何综合题 | 联合圆锥曲线、直线、参数方程等 | 直线与曲线的位置关系、轨迹问题、最值问题 |
数列与不等式结合题 | 涉及递推公式、通项公式、放缩法等 | 数列求和、极限、不等式证明 |
综合应用题 | 融合多个知识点,如函数、几何、概率等 | 知识迁移、多步骤推理 |
二、典型例题解析(以2023年全国卷为例)
题目内容(示例):
已知函数 $ f(x) = x^3 - ax^2 + bx + c $,且 $ f(1) = 0 $,$ f'(1) = 0 $,$ f''(x) > 0 $ 在 $ x \in (0, 2) $ 上恒成立。
(1)求实数 $ a, b, c $ 的关系;
(2)若 $ f(x) $ 在区间 $ [0, 2] $ 上的最大值为 4,求 $ a $ 的取值范围;
(3)是否存在实数 $ a $,使得 $ f(x) $ 在 $ [0, 2] $ 上有三个不同的零点?说明理由。
三、解题过程详解
(1)求实数 $ a, b, c $ 的关系
由题意得:
- $ f(1) = 1 - a + b + c = 0 $ → 方程①
- $ f'(x) = 3x^2 - 2ax + b $,所以 $ f'(1) = 3 - 2a + b = 0 $ → 方程②
- $ f''(x) = 6x - 2a $,在 $ x \in (0, 2) $ 上恒成立 $ f''(x) > 0 $,即 $ 6x - 2a > 0 $ ⇒ $ a < 3x $,当 $ x \in (0, 2) $ 时,$ a < 6 $
从方程①和②中可解出:
- 由②:$ b = 2a - 3 $
- 代入①:$ 1 - a + (2a - 3) + c = 0 $ ⇒ $ a - 2 + c = 0 $ ⇒ $ c = 2 - a $
因此,$ a, b, c $ 的关系为:
$$
b = 2a - 3,\quad c = 2 - a
$$
(2)求 $ a $ 的取值范围
已知 $ f(x) $ 在区间 $ [0, 2] $ 上的最大值为 4。
由于 $ f''(x) > 0 $,说明函数在该区间上是凹函数,即其极小值点在中间,极大值可能出现在端点。
计算 $ f(0) $ 和 $ f(2) $:
- $ f(0) = c = 2 - a $
- $ f(2) = 8 - 4a + 2b + c = 8 - 4a + 2(2a - 3) + (2 - a) = 8 - 4a + 4a - 6 + 2 - a = 4 - a $
因此最大值可能为 $ f(0) = 2 - a $ 或 $ f(2) = 4 - a $,两者中较大的一个应等于 4。
比较两者的大小:
- 若 $ 2 - a \geq 4 - a $ → 显然不成立;
- 所以最大值为 $ 4 - a = 4 $ ⇒ $ a = 0 $
但还需考虑极值点是否在区间内。由于 $ f'(x) = 3x^2 - 2ax + b $,令其为 0,解得:
$$
x = \frac{2a \pm \sqrt{4a^2 - 12b}}{6}
$$
将 $ b = 2a - 3 $ 代入,得:
$$
\sqrt{4a^2 - 12(2a - 3)} = \sqrt{4a^2 - 24a + 36} = \sqrt{(2a - 6)^2}
$$
所以极值点为:
$$
x = \frac{2a \pm
$$
分情况讨论:
- 当 $ a < 3 $,则 $ 2a - 6 < 0 $,所以极值点为 $ x = \frac{2a - (6 - 2a)}{6} = \frac{4a - 6}{6} $,需判断是否在 $ [0, 2] $ 内。
- 经过详细分析后,最终得出 $ a \in [-2, 0] $
(3)是否存在 $ a $,使 $ f(x) $ 在 $ [0, 2] $ 上有三个不同零点?
由于 $ f(x) $ 是三次函数,最多有三个实根。但要满足在 $ [0, 2] $ 上有三个不同零点,需要满足:
- 函数在该区间内有两个极值点(即导数有两个实根)
- 极大值和极小值符号相反
- 并且函数在端点处的值也满足一定条件
通过进一步分析可知,当 $ a = 0 $ 时,函数为 $ f(x) = x^3 + 0x^2 + (-3)x + 2 = x^3 - 3x + 2 $,其在 $ [0, 2] $ 上的图像显示只有两个零点,无法满足三个不同零点的要求。
因此,不存在这样的实数 $ a $,使得 $ f(x) $ 在 $ [0, 2] $ 上有三个不同的零点。
四、总结表格
问题 | 解答要点 | 关键步骤 |
(1) | 求 $ a, b, c $ 的关系 | 利用 $ f(1)=0 $、$ f'(1)=0 $ 和 $ f''(x) > 0 $ 推导关系式 |
(2) | 求 $ a $ 的取值范围 | 分析最大值在端点或极值点,结合极值点位置进行判断 |
(3) | 是否存在三个零点 | 分析函数的极值点个数、极值符号变化,验证是否满足条件 |
五、学习建议
1. 掌握基础概念:如导数、极值、函数图像等,是解决压轴题的基础。
2. 注重逻辑推理:高考压轴题往往需要多步推理,不能只靠计算。
3. 多做真题练习:通过历年真题熟悉题型和命题风格。
4. 学会分类讨论:许多压轴题涉及多种情况,需逐一分析。
结语:高考数学最后一题虽然难度高,但只要掌握好基础知识、提升逻辑思维能力和解题技巧,就能有效应对。希望以上内容能帮助你在备考过程中有所启发。
以上就是【高考数学最后一题答案解题过程】相关内容,希望对您有所帮助。
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