代數(shù)學基本定理?——2023上海春季高考21題解析
前言:up主抑郁癥復發(fā),病情嚴重,只能休學在家(嚶嚶嚶)。為了避免自己無聊就開始研究數(shù)學(其實是在準備復讀)。在趁打折購買了《金考卷特快專遞第6期(新高考)》之后,發(fā)現(xiàn)上面的2023上海春季高考21題非常有意思,自己也想出了一種比較奇特的解法?,F(xiàn)就這種解法分享如下。


題目和手稿:

分析:材料中給出了兩個函數(shù)f(x)和g(x),并定義了“控制函數(shù)”的概念,即若f(x)≤g(x),則g(x)為f(x)的“控制函數(shù)”,還定義了一個“最小值函數(shù)”f?(x)=inf{g(x): g(x)為f(x)的控制函數(shù)}。這樣的新定義問題一上來非常嚇人,所以在不能理解定義的時候不妨先看題,從題目中理解。
第(1)問給定了f(x)和g(x),需要判斷g(x)是否為“控制函數(shù)”。直接代入定義中,就可以得到一個證明不等式的問題,求導證明即可。
第(2)問實質(zhì)上也給定了f(x)和g(x),參照上一問的方法判斷即可。至于求f?(?)的值的話,由于f(x)和g(x)相切,可以直接根據(jù)定義代入g(x)即可。
第(3)問由于up主不擅長復雜的計算,于是采用了一種比較離奇的方法。(以下涉及一些超出高考要求的數(shù)學知識)直覺上,應該可以判斷出題中的切線就是一個“控制函數(shù)”,接下來嘗試使用前兩問的類似方法證明這一點。

在排除了a為0的情況后,利用上圖的構造可以得出j(x)是一個三次多項式,j(x)=0應該有三個根(代數(shù)學基本定理)。由上可以判斷出x=x?是j(x)的一個二重根,所以可以因式分解j(x)如下:

至此已經(jīng)證明i(x)就是一個“控制函數(shù)”,則充分性已經(jīng)被證明,接下來證明必要性的過程采用反證法即可。
附上金考卷的參考答案


評價:解答這個題目的關鍵點在于準確理解材料中“控制函數(shù)”的意義,這樣即可直接拿下前兩問。至于第三問,我的想法比較奇特,所以也歡迎有其它想法的讀者一起交流。
祝大家學習進步!
By Dr.MRN(F)
2023.3.29