更新时间:作者:小小条
大家好!本文和大家分享一道2013年北京高考数学真题。这是一道导数综合题,综合考查了导数的计算、导数的几何意义、直线方程、导数与函数单调性-导数与函数最值等知识。作为一道导数解答题,本题的难度不大,学霸都说是送分题。
先看第一小问:求切线l的方程。
要求曲线在某点处的切线方程,通常就需要用到导数的几何意义。即曲线在某点处的导数值就是该点处切线的斜率。

利用导数求切线方程的一般步骤:第一步求出该点的坐标,如果已经知道该点的坐标则不需要再求了,比如本题就不需要求点的坐标;第二步求曲线方程的导数;第三步求该点的导数值;第四步用直线的点斜式方程得到切线方程。
再看第二小问:证明命题。
要证明除切点外,曲线C在直线l的下方,那么只需要证明当x>0且x≠1时,x-1>(lnx)/x①即可。下面介绍两种证明方法。
证法一:
不等式①的右边是分式的形式,而分式在处理过程中相对来说比较复杂,而由于函数y的定义域是x>0,所以不等式①两边同时乘以x就可以得到x(x-1)>lnx,这样就将分式化为整式了,移项就可以变成了x(x-1)-lnx>0。这样处理后,我们就只需要证明函数y=x(x-1)-lnx在(0,1)和(1,+∞)上的最小值都大于零即可。
构造新函数f(x)=x(x-1)-lnx,0<x<1,x>1,求导得到f'(x)=2x-1-1/x=(2x^2-x-1)/x=(2x+1)(x-1)/x。
显然,在f(x)定义域范围内,2x+1>0,即f'(x)的正负由x-1这一项来决定。故当0<x<1时,x-1<0,则f'(x)<0,此时f(x)为减函数,而当x>1时,x-1>0,f'(x)>0,此时f(x)为增函数。所以有f(x)>f(1)=0,即x(x-1)-lnx>0恒成立,故原命题得证。
证法二:
不少同学说再证明不等式①时没有想到将分式化为整式,直接证明可以不呢?当然可以。
构造新函数f(x)=x-1-(lnx)/x,x>0,则求导得到f'(x)=1-(1-lnx)/x^2=(x^2-1+lnx)/x^2。接下来判断f'(x)的正负。由于x^2>0,所以f'(x)的正负由分子x^2-1+lnx决定。当x>0时,x^2-1为增函数,lnx也为增函数,故g(x)=x^2-1+lnx为增函数。又g(1)=0,故当0<x<1时,f'(x)<0,此时f(x)为减函数;当x>1时,f'(x)>0,此时f(x)为增函数,f(x)>f(1)=0。从而原命题得证。
总体来说,这道题的难度不大,中等生应该是可以拿到满分的。
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