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第203章 压轴题初体验:读完题目后的茫然(1 / 2)

(正文出现大量数学符号是因为剧情需要,主人公解题思路,启发读者,删除将不能保证作品的完整性)

数学周考的试卷安静地躺在桌面上,散发着油墨和紧张混合的气息。凌凡一路过关斩将,前面的题目虽偶有磕绊,但都在他掌控之中。时间还剩三十五分钟,他的目光,如同最终抵达险峰的攀登者,不可避免地投向了试卷最后那片孤悬的、分值高达15分的领地——压轴题。

题目映入眼帘的瞬间,凌凡感觉自己的思维像是撞上了一堵无形的、柔软却极具韧性的墙壁。

“题目”已知函数 f(x) = e^x - ax - 1 (a ∈ R)。

(1)讨论函数 f(x) 的单调性;

(2)若对任意 x > 0,不等式 f(x) > (1 - a)x - 1/2 x2 恒成立,求实数 a 的取值范围。

第一问是送分题,求导,f(x) = e^x - a,单调性立刻清晰。凌凡快速解决,拿到了4分的基础分。

他的全部注意力,凝聚在第二问。那行文字不长,但每一个字都像是一个复杂的符文,组合在一起,形成了一座看似无法逾越的关隘。

“对任意 x > 0,不等式 f(x) > (1 - a)x - 1/2 x2 恒成立……”

他将不等式具体写出来:

e^x- ax - 1 > (1 - a)x - 1/2 x2

化简,移项:

e^x- ax - 1 - (1 - a)x + 1/2 x2 > 0

=>e^x - x - 1 + 1/2 x2 > 0

等等!凌凡眼睛一亮,发现a被消掉了!化简后得到了一个不含参数a的不等式:

e^x - x - 1 + (1/2)x2 > 0,对于任意 x > 0 恒成立。

“难道a可以任意取值?这不可能!”凌凡立刻否定了这个荒谬的想法。他重新检查了一遍化简过程,没错,a确实被消掉了。那问题出在哪里?

他盯着这个全新的不等式:e^x - x - 1 + (1/2)x2 > 0 (x>0)。这似乎是一个需要独立证明的不等式。证明它?怎么证明?直接证明似乎很困难。

他尝试构造一个新函数。令 h(x) = e^x - x - 1 + (1/2)x2,需要证明在 x>0 时,h(x) > 0。

求导?h(x) = e^x - 1 + x。h(x) 在 x>0 时显然大于0(因为 e^x > 1, x>0),所以 h(x) 在 (0, +∞) 上单调递增。而 h(0) = 1 - 0 - 1 + 0 = 0。由于单调递增,所以在 x>0 时,h(x) > h(0) = 0。

证出来了! 这个不等式居然是与a无关的恒成立!

凌凡的心猛地一沉。他意识到,自己可能走错了路,或者漏掉了什么关键条件。如果这个不等式是恒成立的,那么原题的要求“对任意 x>0,f(x) > (1-a)x - 1/2 x2 恒成立”就变成了一个无条件恒成立的结论,与a无关。这显然不符合压轴题的风格,第二问求a的取值范围也就失去了意义。

茫然。

一种深沉的、冰冷的茫然感从心底升起。

他感觉自己像一个在迷宫里转了一圈又回到起点的人,手里拿着一个看似正确的钥匙,却打不开任何一扇门。时间在一分一秒地流逝,周围的同学笔尖沙沙作响,更衬托出他思维的凝滞。

他重新审题,逐字逐句地读。“若对任意 x > 0,不等式 f(x) > (1 - a)x - 1/2 x2 恒成立”,条件给的是 f(x) 和另一个关于x的式子比较。他之前是直接将两者作差。难道……方向错了?

他尝试另一种思路。能否将原不等式进行变形,构造一个关于a的不等式?或者,将问题转化为函数的最值问题?

他设 g(x) = [f(x) - ((1-a)x - 1/2 x2)] / x (x>0)?似乎很复杂。

或者,考虑函数 φ(x)= f(x) - [(1-a)x - 1/2 x2] = e^x - ax - 1 - (1-a)x + 1/2 x2 = e^x - x - 1 + 1/2 x2 - a(x - x)?不对,这里a的系数又没了。

思路再次陷入僵局。几种尝试都指向了那个“恒成立”的结论,这让他无比困惑,甚至开始怀疑题目的正确性。汗水从额角渗出,他能清晰地听到自己心脏快速跳动的声音。

这就是压轴题吗?不仅仅是对知识的考察,更是对心理素质、应变能力和在陌生情境下探索解题路径能力的极致考验。它让你在第一步就陷入茫然,逼迫你跳出常规思维,去寻找那隐藏的、唯一的突破口。

凌凡强迫自己冷静下来。他回想起陈老和李老师都说过,压轴题往往需要“洞察本质”和 “创造性转化” 。他盯着原不等式,目光在 f(x) 和右边那个式子之间来回移动。

忽然,一个念头如同黑暗中划过的闪电,照亮了他的脑海!