在这个充满挑战与机遇的数学世界里,高考数学压轴题无疑是一道璀璨的明珠,它既考验着考生的数学功底,又锻炼着他们的逻辑思维和创新能力。今天,我们就来揭秘2015年江苏高考数学压轴题的解题思路,并通过实战演练,让你在数学的海洋中畅游。
一、题目回顾
2015年江苏高考数学压轴题如下:
设函数\(f(x)=\frac{x^3}{3}+ax^2+bx+c\),其中\(a\),\(b\),\(c\)是常数,且\(f(0)=f(1)=f(-1)=0\)。
(1)求实数\(a\),\(b\),\(c\)的值;
(2)若函数\(g(x)=x^3+bx^2+cx\)的图象与\(x\)轴有两个不同的交点,求实数\(b\)的取值范围。
二、解题思路
(1)求实数\(a\),\(b\),\(c\)的值
首先,根据\(f(0)=0\),我们可以得到\(c=0\)。接着,利用\(f(1)=0\)和\(f(-1)=0\),我们可以列出以下方程组:
\[ \begin{cases} \frac{1}{3}+a+b=0 \\ \frac{1}{3}-a+b=0 \end{cases} \]
解这个方程组,我们可以得到\(a=0\),\(b=-\frac{2}{3}\)。因此,\(a\),\(b\),\(c\)的值分别为\(0\),\(-\frac{2}{3}\),\(0\)。
(2)求实数\(b\)的取值范围
首先,我们知道\(g(x)=x^3+bx^2+cx\),且\(c=0\)。因此,\(g(x)=x^3+bx^2\)。
为了求出\(b\)的取值范围,我们需要考虑\(g(x)\)的图象与\(x\)轴的交点。由于\(g(x)\)是一个三次函数,它的图象可能是一个开口向上的“山”字形,也可能是一个开口向下的“谷”字形。当\(g(x)\)与\(x\)轴有两个不同的交点时,\(g(x)\)的图象必然是开口向上的“山”字形。
接下来,我们需要找到使得\(g(x)\)的图象为开口向上的“山”字形的\(b\)的取值范围。为此,我们可以考虑\(g(x)\)的导数\(g'(x)=3x^2+2bx\)。当\(g'(x)=0\)时,\(g(x)\)取得极值。因此,我们需要找到使得\(g'(x)=0\)的\(x\)的值。
解方程\(g'(x)=0\),我们得到\(x=0\)或\(x=-\frac{2b}{3}\)。由于\(g(x)\)的图象为开口向上的“山”字形,我们需要确保\(g(-\frac{2b}{3})<0\)。将\(x=-\frac{2b}{3}\)代入\(g(x)\),我们得到:
\[ g\left(-\frac{2b}{3}\right)=\left(-\frac{2b}{3}\right)^3+b\left(-\frac{2b}{3}\right)^2=-\frac{8b^3}{27}+\frac{4b^3}{9}=-\frac{4b^3}{27} \]
为了使得\(g\left(-\frac{2b}{3}\right)<0\),我们需要\(b>0\)。因此,\(b\)的取值范围为\((0,+\infty)\)。
三、实战演练
下面,我们通过一道类似的题目进行实战演练:
设函数\(h(x)=\frac{x^3}{3}+dx^2+ex+f\),其中\(d\),\(e\),\(f\)是常数,且\(h(0)=h(1)=h(-1)=0\)。
(1)求实数\(d\),\(e\),\(f\)的值;
(2)若函数\(p(x)=x^3+dx^2+ex+f\)的图象与\(x\)轴有两个不同的交点,求实数\(d\)的取值范围。
请根据以上解题思路,尝试解答这道题目。在解答过程中,注意观察题目中的条件,运用已学过的知识,逐步推导出答案。
