《學髓之道:我的逆襲法典》第203章 壓軸題初體驗:讀完題目後的茫然(1)

作者:孟旬·9個月前

(正文出現大量數學符號是因為劇情需要,主人公解題思路,啟發讀者,刪除將不能保證作品的完整性)

數學週考的試卷安靜地躺在桌面上,散發著油墨和緊張混合的氣息。凌凡一路過關斬將,前面的題目雖偶有磕絆,但都在他掌控之中。時間還剩三十五分鐘,他的目光,如同最終抵達險峰的攀登者,不可避免地投向了試卷最後那片孤懸的、分值高達15分的領地——壓軸題。

題目映入眼簾的瞬間,凌凡感覺自己的思維像是撞上了一堵無形的、柔軟卻極具韌性的牆壁。

【題目】已知函式 f(x) = e^x - ax - 1 (a ∈ R)。

(1)討論函式 f(x) 的單調性;

(2)若對任意 x > 0,不等式 f(x) > (1 - a)x - 1/2 x2 恆成立,求實數 a 的取值範圍。

第一問是送分題,求導,f(x) = e^x - a,單調性立刻清晰。凌凡快速解決,拿到了4分的基礎分。

他的全部注意力,凝聚在第二問。那行文字不長,但每一個字都像是一個複雜的符文,組合在一起,形成了一座看似無法逾越的關隘。

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

他將不等式具體寫出來:

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

化簡,移項:

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,發現a被消掉了!化簡後得到了一個不含引數a的不等式:

e^x - x - 1 + (1/2)x2 > 0,對於任意 x > 0 恆成立。

“難道a可以任意取值?這不可能!”凌凡立刻否定了這個荒謬的想法。他重新檢查了一遍化簡過程,沒錯,a確實被消掉了。那問題出在哪裡?

他盯著這個全新的不等式:e^x - x - 1 + (1/2)x2 > 0 (x>0)。這似乎是一個需要獨立證明的不等式。證明它?怎麼證明?直接證明似乎很困難。

他嘗試構造一個新函式。令 h(x) = e^x - x - 1 + (1/2)x2,需要證明在 x>0 時,h(x) > 0。

求導?h(x) = e^x - 1 + x。h(x) 在 x>0 時顯然大於0(因為 e^x > 1, x>0),所以 h(x) 在 (0, +∞) 上單調遞增。而 h(0) = 1 - 0 - 1 + 0 = 0。由於單調遞增,所以在 x>0 時,h(x) > h(0) = 0。

證出來了! 這個不等式居然是與a無關的恆成立!

凌凡的心猛地一沉。他意識到,自己可能走錯了路,或者漏掉了什麼關鍵條件。如果這個不等式是恆成立的,那麼原題的要求“對任意 x>0,f(x) > (1-a)x - 1/2 x2 恆成立”就變成了一個無條件恆成立的結論,與a無關。這顯然不符合壓軸題的風格,第二問求a的取值範圍也就失去了意義。

茫然。

一種深沉的、冰冷的茫然感從心底升起。

他感覺自己像一個在迷宮裡轉了一圈又回到起點的人,手裡拿著一個看似正確的鑰匙,卻打不開任何一扇門。時間在一分一秒地流逝,周圍的同學筆尖沙沙作響,更襯托出他思維的凝滯。

他重新審題,逐字逐句地讀。“若對任意 x > 0,不等式 f(x) > (1 - a)x - 1/2 x2 恆成立”,條件給的是 f(x) 和另一個關於x的式子比較。他之前是直接將兩者作差。難道……方向錯了?

他嘗試另一種思路。能否將原不等式進行變形,構造一個關於a的不等式?或者,將問題轉化為函式的最值問題?

他設 g(x) = 【f(x) - ((1-a)x - 1/2 x2)】 / x (x>0)?似乎很複雜。

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