在解决数学1考研题目时,以下是一个原创的解题思路示例:
题目:设函数 \( f(x) = \frac{1}{x} + e^x \),求 \( f(x) \) 在区间 \([1, +\infty)\) 上的最大值。
解题步骤:
1. 求导数:首先对 \( f(x) \) 求导,得到 \( f'(x) = -\frac{1}{x^2} + e^x \)。
2. 找临界点:令 \( f'(x) = 0 \),解得 \( e^x = \frac{1}{x^2} \)。由于 \( x > 0 \),可以进一步分析或数值求解得到临界点 \( x_0 \)。
3. 分析单调性:考察 \( f'(x) \) 在 \( x_0 \) 左右两侧的符号。通过测试点或直接观察,发现当 \( x < x_0 \) 时,\( f'(x) < 0 \),函数单调递减;当 \( x > x_0 \) 时,\( f'(x) > 0 \),函数单调递增。
4. 确定最大值:由于 \( f(x) \) 在 \( x_0 \) 处由递减转为递增,故 \( x_0 \) 为局部最小点,而 \( f(x) \) 在区间 \([1, +\infty)\) 上的最大值发生在端点 \( x = 1 \)。
5. 计算最大值:代入 \( x = 1 \) 到 \( f(x) \) 中,得到 \( f(1) = 1 + e \)。
结论:函数 \( f(x) \) 在区间 \([1, +\infty)\) 上的最大值为 \( 1 + e \)。
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