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例题精讲 · 第 00820 题 · 用 e^(x₀)=2 把超越式换成一次式,符号就出来了

以自编示意 f(x)=e^x−2x−1(x≥0)为材料,求唯一驻点条件、用设而不求定 f(x₀) 符号,并回代取 e≈2.70 估算 f(2) 的偏低量。

00820题号全 1000 篇 · 第 第137轮 / 第137册 轮
方向数学·导数与解三角形六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

例题精讲 · 数学导数与解三角形

一、考点定位与做题顺序

含 e^x 与多项式的函数,驻点往往解不出初等闭式,但「设而不求」够用:设 f′(x₀)=0 得 e^(x₀)=2,把这个关系代回 f(x₀),超越式就降成一次式,符号立刻可判,不必算出 x₀ 的近似值也能推进证明。

取自编示意 f(x) = e^x − 2x − 1(x ≥ 0);函数与取数为示意设定。

二、逐题精讲

题1

题1 求驻点条件,用设而不求判定 f(x₀) 的符号,并说明单调区间。

解析

f′(x) = e^x − 2,令其为 0 得 e^(x₀) = 2,即 x₀ = ln2 = 0.6931,是唯一驻点。x < x₀ 时 f′ < 0,x > x₀ 时 f′ > 0,故先减后增。

设而不求:由 e^(x₀) = 2 代回 f(x₀) = 2 − 2x₀ − 1 = 1 − 2x₀。因 x₀ = 0.6931 > 0.5,故 1 − 2x₀ < 0,精确值为负 0.3863。全程只用 e^(x₀)=2 这一个关系,没有解超越方程。

答案 x₀=ln2=0.6931;f(x₀)=1−2x₀=负 0.3863;先减后增,x₀ 处取最小值。

采分点 导数与驻点 2 分、唯一性 1 分、代回降次 2 分、符号判定 1 分、单调区间 1 分。

易错点 硬去解 e^x=2x 之类的错方程,或把 e^(x₀)=2 代回时漏掉 −1。

题2

题2 求 f(2);若把 e 粗略取成 2.70,估算值偏低多少?

解析

f(2) = e² − 5 = 7.3891 − 5 = 2.3891。粗略取 e ≈ 2.70 时得 2.70² − 5 = 7.29 − 5 = 2.29,比 2.3891 偏低 (2.3891 − 2.29)/2.3891 = 4.1%。

本题 e 的取位只影响数值估算,不影响题1 的符号结论——设而不求的优势正在于此:符号由结构关系决定,与近似取值无关。

答案 f(2)=2.3891;取 e≈2.70 得 2.29,偏低 4.1%;符号结论不受取位影响。

采分点 精确值 2 分、粗估值 1 分、偏低 1 分、结构说明 2 分。

易错点 把粗略取值的偏差当成题1 符号结论不成立。

三、规律小结与对照表

步骤用到的关系本题值是否需解出 x₀
求导f′(x)=e^x−2x₀=0.6931否
代回降次e^(x₀)=21−2x₀否
定符号x₀>0.5负 0.3863否
端点值f(2)=e²−52.3891需取 e

小结:隐零点用驻点关系代回降次,符号由结构定;数值估算的取位误差不改符号结论。

四、自测清单

  • 能写出 f′(x) 与驻点条件
  • 能说明驻点唯一
  • 能用 e^(x₀)=2 代回降次
  • 能不靠近似值定符号
  • 能算 f(2) 与粗估偏低
  • 能说明取位误差为何不影响符号
编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中教材(数学):均值链、阿波罗尼斯圆、极化恒等式、焦点三角形、隐零点与概率分布相关章节
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(数学科)》:相关考点考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 编写说明:题目、选段、选项、数据与解析均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;采分点为教研整理,非官方评分标准

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