2019年考研数学压轴题,可谓是考验考生综合能力的重头戏。这道题目不仅考察了高数、线性代数和概率论的知识点,还要求考生具备良好的逻辑思维和计算技巧。以下是该压轴题的原创解析:
题目:设函数$f(x) = x^3 - 3x^2 + 4x + 1$,证明:存在唯一的实数$\alpha$,使得$f(\alpha) = 0$,且$\alpha$是$f(x)$的极大值点。
解析:
首先,求出$f(x)$的导数$f'(x) = 3x^2 - 6x + 4$。令$f'(x) = 0$,解得$x = 1$或$x = \frac{2}{3}$。
接下来,分析$f'(x)$的符号变化。当$x < \frac{2}{3}$时,$f'(x) > 0$;当$\frac{2}{3} < x < 1$时,$f'(x) < 0$;当$x > 1$时,$f'(x) > 0$。这表明$f(x)$在$x = \frac{2}{3}$处取得局部极大值,在$x = 1$处取得局部极小值。
由于$f(x)$是连续函数,且在$x = \frac{2}{3}$和$x = 1$之间$f(x)$从正变负,根据零点定理,存在唯一的$\alpha \in (\frac{2}{3}, 1)$,使得$f(\alpha) = 0$。
最后,证明$\alpha$是$f(x)$的极大值点。由于$f'(x)$在$x = \alpha$处由正变负,根据极值点的定义,$\alpha$是$f(x)$的极大值点。
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