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很快,數(shù)學(xué)老師甄老師便被請(qǐng)過來。
甄老師不僅僅是數(shù)學(xué)老師,而且是整個(gè)中南一中的數(shù)學(xué)科主任,本來能夠成為中南一中這樣的省重點(diǎn)高中的老師已經(jīng)很不簡單,更是數(shù)學(xué)科主任,足以說明他的能耐,放眼在整個(gè)中南市教育界都頗具名氣。
了解到情況,甄老師同意下來,因?yàn)樗埠芟胫?,秦?zé)o道是不是憑著自己的實(shí)力考出將近滿分的數(shù)學(xué)試卷。
要知道第二次模擬考的數(shù)學(xué)試卷,不是一般的困難。
甄老師在黑板上快速寫下一道難題:“已知a,b是實(shí)數(shù),函數(shù)f(x)=x^3+ax,g(x)=x^2+bx,f'(x)和g'(x)是f(x),g(x)的導(dǎo)函數(shù),若f'(x)g'(x)≥0在區(qū)間i上恒成立,則稱f(x)和g(x)在區(qū)間i上單調(diào)性一致,現(xiàn)設(shè)a<0,且a≠b,若函數(shù)f(x)和g(x)在以a,b為端點(diǎn)的開區(qū)間上單調(diào)性一致,求|a-b|的最大值?!?
一看到題目,所有同學(xué)都下意識(shí)地進(jìn)行在白紙上進(jìn)行解答。
張?jiān)酵瑯邮沁@樣。
李紫薇、慕傾顏這樣的尖子生亦如此。
只有秦?zé)o道淡淡地看著題目,一動(dòng)不動(dòng)。
過去了大概十來分鐘后,秦?zé)o道還在桌位上一動(dòng)不動(dòng)。
李紫薇、慕傾顏以及幾個(gè)相對(duì)數(shù)學(xué)厲害一些的尖子生停下來,顯然以及解答出來了。
張?jiān)竭@時(shí)候也舉起手來開口:“老師我解出答案了?!?
他并且將解題步驟以及答案都遞交上去。
數(shù)學(xué)老師看了片刻,微微點(diǎn)頭,顯然張?jiān)浇獯鸪鰜怼?
旋即看向秦?zé)o道,道:“秦同學(xué)你呢?”
秦?zé)o道開口:“我也解出答案了?!?
眾人一愣,你壓根就沒有解答,怎么知道答案。
數(shù)學(xué)老師也是微微一皺眉,開口:“答案是多少?”
“1/3!”
所有人都是一愣,數(shù)學(xué)老師更顯露出幾分驚訝:“你怎么解答出來的。”
顯然,秦?zé)o道的答案是正確的。
只是,秦?zé)o道從一開始就沒有在紙上進(jìn)行解答,不可能知道答案,難道他是看過答案?
不少同學(xué)都疑惑,認(rèn)為這個(gè)觀點(diǎn)最有可能。
張?jiān)秸酒饋?,道:“秦?zé)o道,你又看過答案。”
秦?zé)o道冷笑:“題目是數(shù)學(xué)老師隨機(jī)出的,我事先不知道,你難道是懷疑甄老師跟我一起串通嗎?”
張?jiān)缴裆蛔?,急忙道:“我不敢懷疑甄老師,可你怎么知道答案,你還沒有進(jìn)行解析。”
秦?zé)o道淡淡道:“因?yàn)槲以谀X海中解析出來了?!?
“不可能!”
所有人都不相信,在腦海中解析,那還是人嗎?
秦?zé)o道站起來,直接走到黑板上,拿起粉筆就是寫起來,并且一邊開口解釋:“這一題首先是求導(dǎo),解得f'(x)=3x^2+a g'(x)=2x+b
接著由條件可知在區(qū)間上,有(3x^2+a)(2x+b)≥0?!?
“接著再畫圖f'(x)=3x^2+a,是一個(gè)頂點(diǎn)為(0,a)的,開口向上的拋物線。”
“同樣畫g'(x)=2x+b,是一條直線?!?
“因?yàn)轭}目沒有給a和b哪個(gè)大,題目就稍微復(fù)雜了一些?!?
“可以分兩種情況,先假設(shè)b大于a,所以區(qū)間就是(a,b),根據(jù)圖像,我們可以知道直線與x軸的交點(diǎn)是(-b/2,0),若b大于0的話,所以就有b大于-b/2,那在區(qū)間(-b/2,0)上,g'(x)大于0,而f'(x)小于0,所以b不能大于0。”
“當(dāng)b不大于0時(shí),交點(diǎn)(-b/2,0)在y軸右邊,或者y軸上(b=0),那么就有g(shù)'(x)在區(qū)間(a,b)上恒小于等于0,那么則表明f'(x)在(a,b)上也是恒小于等于0,通過圖像可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)x小于-√-a/3時(shí),f'(x)大于0,所以就有a要大于等于-√-a/3,解得a大于等于-1/3.所以有a的范圍是【-1/3,0),b的范圍是(a,0】,所以就有|a-b|的最大值為1/3?!?
“當(dāng)b小于a時(shí),那就直接有b小于0了,做圖和上面一樣,解得a大于等于-1/3,b大于等于-√-a/3,結(jié)果就解不下去了。”
張?jiān)饺滩蛔∽穯柫艘痪洌骸盀槭裁串?dāng)x小于-√-a/3時(shí),f'(x)大于0,所以就有a要大于等于-√-a/3?”
秦?zé)o道解釋:“先說第二個(gè),由于 g'(x)=2x+b與x軸的交點(diǎn)是(-b/2,0),由圖像可知,當(dāng)x大于-b/2時(shí),g'(x)大于0,接著設(shè)b大于0,那就有-b/2小于0且小于b,那表示在(-b/2,0)的區(qū)間上,g'(x)大于0,而由圖像可知,在(-√-a/3,0)的區(qū)間上,f'(x)小于0,那表明不論a和b是什么關(guān)系,在小于0上必然有一個(gè)區(qū)間,有g(shù)'(x)大于0,而f'(x)小于0,所以b必定不能大于0.就有b小于等于0,至于b為什么大于a,那是我設(shè)的,剛開始我直接就設(shè)b大于a。所以才有區(qū)間為(a,b)?!?
“第一個(gè),由于上面已經(jīng)證明b小于等于0,那表明,-b/2大于等于b,結(jié)合圖像就可以看出,在(a,b)這個(gè)區(qū)間上,g'(x)恒小于等于0,那么就必須有在(a,b),f'(x)也恒小于等于0,所以a就必須大于等于-√-a/3,因?yàn)橹灰猘小于-√-a/3,那表明在區(qū)間(a,b)上,可以取到x值,使f'(x)大于0?!?
“因?yàn)轭}目里沒有給出a和b的大小,所以當(dāng)b小于a時(shí),不能求得具體的數(shù)值,不過卻可以通過討論,證明出最大值小于1/3。結(jié)果兩種情況一結(jié)合,得出最大值為1/3?!?
雖然只是出了一題,但所有同學(xué)基本上都相信秦?zé)o道真的是憑借自己的實(shí)力解答出來。