08年高考数学江西卷最后一题研究
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22.(本小题满分14分)
已知函数f (x )=x +11+a +11+8
+ax ax ,x ∈(0,+∞). (1)当a =8时,求f (x )的单调区间;
(2)对任意正数a ,证明:l <f (x )<2. 令ax
c x b 8,==,则第(2)等价于:若a,b,c>0,abc=8求证: )1(211
11
11
1----<++++
+<c b a 上式不等式(1)与2004年西部奥林匹克最后一题:
设a,b,c 是正数,求证:2
231222222≤+++++<a c c c b b b a a
类似,且证明比这道西部奥林匹克题还难。
而这道西部奥林匹克题当年参赛选手无一人完全证出。
另外,2003年中国数学奥林匹克第三题:
给定正数n,求最小正数λ,使得对于任何),,...2,1)(2
,0(n i i =∈π
θ 2212tan ...tan tan πθθθ=••n 只要,就有n θθθcos ...cos cos 21••不大于λ
答案:当n ≥3,λ=n-1
当n=3时,令322212tan ,tan ,tan θθθ===c b a 即得(1)右边的等式。
江西的宋庆老师说:今天阅卷结束。
该题第2小题无人挨边;14分的题全省9分一人,8分二人。
由此可知,(2)右边的不等式,江西的考生无人证出,基本上属于废题。
所以第
(2)小题不宜作高考题。
此题也引起了张景中院士的兴趣,在 “张景中院士解江西高考压轴题”一贴中
命题人陶平生教授的证明:其中对右边不等式的证明思路基本上取自于前面提到的2003年中国数学奥林匹克第三题黄玉民教授解答。
22.解:()1、当8a =时,(
)13f x =+,求得 ()
f x '=, 于是当(0,1]x ∈时,()0f x '≥;而当 [1,)x ∈+∞时,()0f x '≤.
即()f x 在(0,1]中单调递增,而在[1,)+∞中单调递减.
(2).对任意给定的0a >,0
x >
,由() f x =+,
若令 8b ax =,则 8abx = … ① ,而
(
)f x = … ② (一)、先证()1f x
>11x >+
11a >+
11b >+,
又由
28a b x +++≥≥= ,得 6a b x ++≥.所以
(
)111111f x x a b
=>+++++32()()(1)(1)(1)a b x ab ax bx x a b ++++++=+++ 9()()(1)(1)(1)a b x ab ax bx x a b ++++++≥+++1()()1(1)(1)(1)
a b x ab ax bx abx x a b +++++++==+++. (二)、再证()2f x <;由①、②式中关于,,x a b 的对称性,不妨设x a b ≥≥.则02b <≤ (ⅰ)、当7a b +≥,则5a ≥,所以5x a ≥≥
,因为1<
,
1≤<,此时
(
)2f x =<. (ⅱ)、当7a b +< …③,由①得 ,8x ab
=
= 因为 22211[1]114(1)2(1)b b b b b b b <-+=-++++
所以12(1)b b <-+ … ④
12(1)a a <-+ …⑤ ,于是 (
)12211a b f x a b ⎛<-+- ++⎝… ⑥
今证明 11a b a b +>++…⑦, 因为 11a b a b +≥++, 只要证(1)(1)8
ab ab a b ab >+++,即 8(1)(1)ab a b +>++,即 7a b +<,据③,此为显然. 因此⑦得证.故由⑥得 ()2f x <.综上所述,对任何正数a,x ,皆有()12f x <<.
说句实在话,该题命题人陶平生教授所给出的证明是最好的。
问题只是这道好题在不恰当的时间出现在不恰当的地方。
平心而论,不等式做到这个分上,可以说达到了一个佳境。
2008-07-12 21:03 scpajmb 的发言:
确实,陶平生教授是不等式高手,所命那道2005年全国联赛加试第二题,大家还记忆犹新。
当然,宋老师也是不等式高手。
我的这个证明不是最简单的,发到这里供参考。