他重新看题。题中椭圆的长短轴之比是根号三比一,这是个特殊比例。如果采用椭圆的参数方程,设点的坐标为(acosθ,bsinθ),其中b=a√3,那么弦长和面积的表达式可能会简化。
试试看。
凌凡在草稿纸上飞快演算。
设两个点的参数角为θ1和θ2,代入弦长公式,用三角恒等变换化简……
果然,复杂的代数式变成了相对简洁的三角函数式。
再代入面积公式——椭圆中三角形面积有个现成公式:S=12ab|sin(θ1-θ2)|。
两边对比,再用基本不等式放缩……
成了!
凌凡眼睛一亮,笔尖在答题卡上疾书。写完证明过程最后一笔时,他看了一眼时间:开考一小时五十二分钟。
还剩八分钟。
一道压轴题。
不可能做完了。
但他还是翻到了最后一页。
函数导数题,题干密密麻麻占了大半页纸。凌凡用一分钟快速读题,大脑自动开始分析:第一问求单调区间,简单;第二问证明不等式,中等;第三问讨论参数取值范围,难。
如果时间充足,他能做。
但只剩七分钟了。
凌凡做出了决定:放弃第三问,保第一、第二问。
他提笔,用最快的速度写第一问——求导,解方程,画表格,写结论。三分钟完成。
第二问,要证明当x>0时,f(x)>g(x)。常规思路是构造新函数h(x)=f(x)-g(x),求导分析单调性,找最小值。
但求导后发现,h(x)的零点无法精确求出,需要二次求导,甚至可能需要用上泰勒展开的放缩技巧——这已经远超高考要求了。
凌凡的笔停住了。
时间还剩三分钟。
他盯着那道题,脑子里飞快运转。一定有更简单的方法——出题人不会在第二问就设置需要超纲知识才能解的题。
重新审题。
f(x)是指数函数和多项式组合,g(x)是对数函数和一次函数组合。
指数函数增长快于多项式,对数函数增长慢于一次函数……
等等。
凌凡突然想到陈景说过的话:“当你觉得一道题难到不正常时,一定是方向错了。退一步,回到定义,回到最原始的想法。”
最原始的想法是什么?
是要证明f(x)>g(x)。
那能不能不直接证明,而是分别给f(x)找下界,给g(x)找上界,然后证明f(x)的下界大于g(x)的上界?
就像要证明A>B,不一定非要直接比较A和B,可以找一个比A小的C,找一个比B大的D,然后证明C>D。
这个思路让凌凡浑身一震。
他立刻开始找界。
f(x)=e^x-x^2,当x>0时,e^x>1+x+x^22(这是e^x的泰勒展开前几项,但也可以用基本不等式推导出来)。
所以f(x)>(1+x+x^22)-x^2=1+x-x^22。
g(x)=ln(x+1)+x,当x>0时,ln(x+1)<x(这是常用不等式)。
所以g(x)<x+x=2x。
现在只需要证明:1+x-x^22>2x,即1-x-x^22>0。
整理得:x^2+2x-2<0。
解这个二次不等式,x的范围是(-1-√3,-1+√3)。因为x>0,所以实际上只需要0<x<-1+√3≈0.732时成立。
但题目要求证明对所有x>0都成立,现在只证明了在(0,0.732)区间内成立。
还差x≥0.732的部分。
时间只剩一分钟了。
凌凡的脑子转得快要冒烟。他盯着草稿纸上的不等式,忽然意识到:当x≥0.732时,1+x-x^22可能已经小于2x了,但这个思路本身没错——只是需要调整找界的方法。
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