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高中数学每日一题11月1日 | 2024新高考I卷·中心对称与导数压轴

高中数学每日一题11月1日 | 2024新高考I卷·中心对称与导数压轴
每日一题11月1日 | 2024新高考I卷·中心对称与导数压轴
2024新高考I卷数学第18题(17分) | 小贺老师精讲

👋同学们看过来!
这道题是2024新高考I卷的导数压轴题,17分!很多同学看到就头大!
别怕!其实就是考"中心对称"这一个核心方法,学会了就一通百通!

📌 现在跟着小贺老师来看这个题!

✏️ 记得拿笔,圈出关键部分!
📚 基础知识点记得积累!

🎯 为什么要讲这个题?

✅ 这是新高考导数压轴题的典型考法!

✅ 中心对称是函数的重要性质!

✅ 学会这一道,类似的压轴题都会做!

💡 这个题可以学到什么?

✅ 学会怎么证明函数是中心对称的!

✅ 学会利用中心对称简化问题!

✅ 学会"当且仅当"类问题的转化方法!

✅ 学会导数大题的答题规范!

📝 先看完整题目
2024年新高考I卷数学第18题(17分)

🧠 这道题考什么?

✅ 第(1)问:求导 + 恒成立问题
✅ 第(2)问:中心对称的证明
✅ 第(3)问:利用中心对称 + 恒成立求参数范围

🔑 解题信号——看到这些词,马上想到什么?
看到这些关键词,马上想到方法!
ln(x/(2-x))
→ 定义域(0,2)!对称中心在x=1!
中心对称图形
→ 证f(1+t)+f(1-t)=常数!对称中心(1, f(1))!
f(x)>-2当且仅当1<x<2
→ 分界点x=1!f(1)=-2!利用对称只证一边!
求参数范围
→ 分离参数!构造函数!求最值!
✍️ 第(1)问:求a的最小值
💡 考什么?

恒成立问题!f'(x) ≥ 0对所有x∈(0,2)成立。

💡 套路:分离参数 → 求右边最值 → 得参数范围!

📋 解题过程

① 求定义域(规范!)

② 求导(基本功!)

③ 分离参数

f'(x) ≥ 0 即:

④ 求右边最大值

👉 a ≥ -2,a的最小值是 -2!

✨ 第(1)问答案 ✨
a的最小值为 -2
✍️ 第(2)问:证明中心对称
💡 考什么?记结论

中心对称的证明方法!

💡 套路:找对称中心 → 证 f(x₀+t)+f(x₀-t) = 常数!

🤔 对称中心在哪里?

👉 看ln(x/(2-x))!

当x=1时,ln(1/1)=0!

当x→0+时,ln(x/(2-x))→-∞;当x→2-时,ln(x/(2-x))→+∞!这两个端点刚好关于x=1对称!

👉 对称中心就在x=1这条线上!即(1, f(1))!

📋 解题过程(标准证明格式)

① 算f(1),确定纵坐标

所以对称中心是(1, a)!

② 写出要证的等式(标准证法!)

要证关于(1,a)中心对称,即证:

为什么是2-x?因为x关于1的对称点就是2-x!

③ 代入化简

两式相加:

④ 得出结论

👉 曲线y=f(x)关于点(1, a)中心对称!

这就是标准证明格式!高考直接这么写!

✨ 第(2)问结论 ✨
曲线y=f(x)关于点(1, a)中心对称!
✍️ 第(3)问:求b的取值范围
💡 考什么?难点

"当且仅当"类问题!

f(x) > -2当且仅当1 < x < 2是什么意思?

👉 x=1是分界点!右边(1<x<2)f(x)>-2,左边(0<x<1)f(x)<-2!

👉 由连续性,分界点处 f(1) = -2!

💡 套路:先求a → 利用对称简化 → 分离参数 → 求最值!

🤔 "当且仅当1<x<2",你想到了什么?

👉 分界点在x=1!

由f在x=1连续,f(1) = -2!

👉 而f(1) = a,所以 a = -2!

📋 解题过程

① 确定a的值

f(1) = -2,而f(1) = a,所以 a = -2!

② 利用中心对称,只证一边(关键!)

由(2)知f关于(1, -2)中心对称,只需证1<x<2时f(x)>-2!

👉 左边(0,1)自动满足f(x)<-2!

③ 换元简化

令 t = x - 1,t ∈ (0,1),问题化为:

④ 求导,分析单调性

分母1-t²>0,t²>0,所以g'(t)符号由 -3bt²+2+3b = 3b(1-t²)+2 决定!

⑤ 分情况讨论!

情况①:b ≥ 0

情况②:-2/3 ≤ b < 0

3b(1-t²) 关于t递增,下确界在t→0+时为 2+3b。

由b ≥ -2/3,得 2+3b ≥ 0,故g'(t)>0!

👉 g(t) > g(0) = 0!满足!

情况③:b < -2/3

👉 不满足,舍去!

⑥ 验证充分性

b ≥ -2/3时,g(t)在(0,1)递增,g(t)>0的解恰好是t∈(0,1)!

即f(x)>-2的解恰好是x∈(1,2)!

👉 充分必要,完美!

✨ 第(3)问答案 ✨
📌 解题模板——下次遇到直接套!
🎯 适用题型:函数中心对称 + 导数压轴大题

看到"证明中心对称"+"恒成立求参数范围",直接套这个模板!

📋 第(1)问:恒成立求参数最小值

模板四步:

✅ 第一步:求定义域!(必须写!不写扣分!)

👉 由真数>0,解出x范围!

✅ 第二步:求导!注意复合函数求导!

👉 ln(u)的导数是u'/u!

✅ 第三步:分离参数!

👉 把参数单独放一边!

✅ 第四步:求右边函数的最值!

📋 第(2)问:证明中心对称

模板四步:

✅ 第一步:找对称中心横坐标x₀!

👉 ln(x/(a-x))的对称中心在x=a/2!

✅ 第二步:算f(x₀)得纵坐标!

✅ 第三步:证 f(2x₀-x)+f(x) = 2f(x₀)!

✅ 第四步:代入化简,ln部分抵消,得出结论!

📋 第(3)问:"当且仅当"求参数范围

模板六步:

✅ 第一步:找分界点,定已知参数!

✅ 第二步:利用对称只证一边!

👉 省一半工作量!

✅ 第三步:换元 t=x-x₀!

✅ 第四步:求导,因式分解!

✅ 第五步:分情况讨论!

👉 参数够大→恒正→满足;太小→有递减区间→舍去!

✅ 第六步:验证充分必要性!

💡 一句话速记模板
求定义域 → 求导 → 分离参数 → 求最值!
找对称中心 → 证f(2x₀-x)+f(x)=2y₀!
找分界点求参数 → 对称只证一边 → 换元求导分情况 → 验证充分性!
✍️ 变形题练习——照着模板做一遍!
📝 练习题

💡提示:
① 定义域(0,4)!
② 对称中心(2, f(2)),由f(2)=-2得a=-1!
③ 令u=(x-2)/2换元,化为 ln((1+u)/(1-u))-2u+8bu³>0!
④ 对照原题,8b≥-2/3,所以b≥-1/12!

✨ 拓展:泰勒公式在导数压轴题中的应用
💡 什么是泰勒公式?

用多项式近似表示函数!在x=0附近展开成幂级数!

⚠️ 大学内容,高考不能直接写!但可以用来快速猜答案!

📋 常用泰勒展开(x→0时)
🎯 在这道题里怎么用?

第(3)问分离参数后:

代入泰勒展开:

👉 右边递减,t→0+时最大值就是 -2/3!所以 b≥-2/3!

👉 一秒钟猜出答案!再用高中方法写过程!

⚠️ 什么时候用泰勒公式?

✅ 求参数范围的极限位置!
✅ 验证端点值是否取到!
✅ 快速猜出答案!
❌ 高考答题不能直接写!要用高中方法写过程!

⚠️ 这些坑千万别踩!
易错点提醒

坑1:求导算错!ln(x/(2-x))的导数是2/[x(2-x)]!

坑2:找错对称中心!在(1, f(1)),不是(0,0)!

坑3:忘记利用中心对称!第(3)问只证一边就行!

坑4:端点开闭!t=0不在开区间内,取的是极限值,注意等号能否取到!

💡最后一句话:中心对称问题,就是证f(x₀+t)+f(x₀-t)=常数!找到对称中心,证明它,利用它简化问题!"当且仅当"类问题,先找分界点定参数,再用对称性简化!

小贺老师 · 初高中数理提分 | 每日一题

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