她昨晚看手机上的解析时,第一行明明还是f(x),各种求导求得飞起。
第二行就突然跳到了某个复杂的构造式F(x)=g(x) - g(1/x),中间仿佛出现了一道无法跨越的断层。
而现在,江临仅仅用了一个初中生都能看懂的交点图,就把原本藏在迷雾里的两个变量,清清楚楚地钉在了坐标轴上。
她能直观地看到x_1在谷底的左边,而x_2在谷底的右边。
江临没有给她太多回味的时间,他用笔尖点了点题目第二问最后要求证明的结论。
x_1x_2<1。
“现在,我们来看目标,这句话,等价于什么?”江临问。
蒋瑶盯着这个不等式看了几秒钟。
在明确了x_1和x_2都是正数之后,不等式的变换变得极其简单。
“等价于……”
她写:x_2<1/x_1。
江临点头。
“没错,这就是题目的目标,把乘积的形式,转化为单个变量的大小比较。现在,你再看回图像。”
江临用笔尖指着右边的那个交点:“现在,x_2在哪里?”
蒋瑶顺着笔尖看过去,思维逐渐变得清晰起来:“在曲线的右支上,右支上那个满足g(x)=a的点对应的横坐标。”
“那如果你想证明x_2<1/x_1,而x_2又在这个单调递增的右支上,你应该怎么利用函数的单调性去比较?”
江临一步步收紧问题的核心。
蒋瑶低头去看。
右支上,g(x)显然是单调递增的。
如果能证明:g(1/x_1)>a,而g(x_2)=a。
那就说明在右支上,1/x_1这个自变量对应的函数值比x_2对应的函数值更高。
既然右支是爬坡的,高度更高,意味着横坐标也更大。
那就必然有:x_2<1/x_1。
蒋瑶慢慢把这个推导的想法说了出来。
她的眼睛越来越亮,就像是黑暗中摸索的人终于摸到了灯的开关。
可是,越说,她的声音忽然变得越低。
到了最后,还没等整段话说完,她自己反倒先停住了。
江临没有立刻接话。
他把笔横过来,让笔杆轻轻地压住图上那条代表y=a的水平线,然后又用笔尖轻轻点了点右支上的x_2。
房间里安静了十来秒钟。
江临才不紧不慢地在纸上,写下了那个让蒋瑶昨晚痛苦了两个小时的式子。
g(1/x_1)-g(x_1)。
“因为g(x_1)=a,所以你要证明g(1/x_1)>a,本质上就是在比较g(1/x_1)和g(x_1)的大小,这就是你看到的那个所谓构造的来源。”
江临的声音低沉而有力,像是一记重锤敲在蒋瑶的心上。
蒋瑶怔怔地看着这一行式子。
昨晚她看到解析突然写出令F(x)=g(x)-g(1/x)的时候,她只觉得那是某位数学天才灵光乍现的经验技巧,是她这种凡夫俗子这辈子都想不到的神来之笔。
但现在,她才知道,它根本不是从天上掉下来的。
它是被题目的目标硬生生逼出来的。
要证明x_2<1/x_1,而x_2处在单调递增的区间,为了利用单调性,就必须把1/x_1和x_2放到同一个单调区间上进行比较。
而要比较它们的横坐标大小,自然就顺理成章地转化成了比较它们对应的函数值:g(1/x)和 g(x_1)的大小。
这一刻,所有的逻辑链条严丝合缝地咬合在了一起。
齿轮开始转动,发出震耳欲聋的轰鸣。
蒋瑶下意识地想点头称是。
可是头点到一半,她又硬生生地停住了。
那口气被她重新咽了回去。
因为这一次,她不是那种看了答案觉得对方说得好像有道理的似懂非懂。
她是真的,清清楚楚地看见了这座建筑底层的地基是怎么打下去的。她看见了因果。
江临见她似有所悟,便即在纸上写下g(x)的解析式。
g(x)=lnx+x+1/x。
……
他写得不快。
以便蒋瑶的大脑能够跟上消化。
蒋瑶一开始还想跟着点头附和,到了后来,她干脆一动不动了。她所有的注意力,都紧紧地盯住江临笔下的每一行字符,盯住那些公式的来龙去脉。
江临写完最后一步,抬起头问道:“好,现在逻辑链条传导到了最后一步,问题变成了什么?”
蒋瑶顺着那工整到近乎死板的字迹看下去,答说:“既然构造的结果是-2lnx_1,那么要想证明g(1/x)>g(x_1),就只需要证明在x=x_1的时候,-2lnx_1>0。”
“也就是?”
“也就是要求lnx_1<0,即x_1<1。”蒋瑶的思路如同破冰的春水,畅快流淌。
江临点点头,抛出最后一个问题:“那么,证明的最后一块拼图,x_1<1这个结论,从哪里来?”
蒋瑶立刻低头去看第一问自己做过的结果。
她知道g(x)=lnx+x+1/x。
在第一问里,为了求最小值,她求过它的导数.
g(x)=1/x+1-1/x^2。
令导数为零找极值点:1/x+1-1/x^2=0。
因为x>0,等式两边同乘以x^2,得到一个极其简单的一元二次方程:x+x^2-1=0。
也就是:x^2+x-1=0。
解这个方程,舍去负根,得到的正根是:a=(根号5-1)/2。
这恰好是黄金分割数。
显然,a<1。
根据导数和极值点的关系,因为g(x)在区间(0,a)上单调递减,在在区间(a,+无穷)上单调递增。
题目已知g(x)=a有两个正根x1<x2。
从刚才画的图上可以非常直观地看出,x_1必然在极小值点的左边,也就是递减区间;x_2必然在极小值点的右边,也就是递增区间。
所以必然有:0<x_1<a<x_2。
既然x_1<a,而a<1,那么根据传递性,理所当然地得出:x_1<1。
既然x_1<1,所以:-2lnx_1>0
也就是:g(1/x_1)>g(x_1)=a。
又因为前面讨论过,由于1/x_1>1>a,说明1/x_1这个点也落在(a,+无穷)这个递增区间上。在这个单调递增的右支上,既然g(x_2)=a,且g(1/x_1)>a。
所以必然得出横坐标的大小关系:x_2<1/x_1。
两边同乘正数x_1,最终得证:x_1x_2<1。
当蒋瑶的大脑顺着这条毫无破绽的逻辑链条,一口气走到终点的时候,她忽然觉得,眼前这道张牙舞爪的压轴大题,变得非常安静。
不是觉得它变简单了。这道题依旧很难。
而是觉得它变得安静了。它被彻底驯服了。
那些昨晚在脑海里乱七八糟堆积在一起的公式,从搜题软件上抄下来的支离破碎的步骤,此刻就像是被人用一双极其稳健的大手,一块一块地放回了它们原本就该存在的位置。
题目要证明什么。
这个表面目标等价于什么底层数学关系。
为了比较这种关系,我们需要寻找谁和谁作为中介。
那个看似天外飞仙的构造,究竟从哪里来。
每一步,终于都有了清清楚楚的来处。
江临把笔轻轻搁在草稿纸的边缘。
“你昨晚看的那些解析,大概就是把前面分析目标和翻译条件的过程省略了,直接从中间开始跳,第一步就把构造式拿给你看。”
蒋瑶重重地点头,眼眶甚至隐隐有些发热:“对,就是这样,他们只写了证明过程,没写思路是怎么来的。”
“所以,你不是看不懂后面的计算,只是不知道它为什么要往这个方向走。”江临说。
忠言逆耳。
蒋瑶听得有点不舒服。
作为一个市重点的尖子生,她的骄傲让她本能地想要反驳。
可是她无法反驳,因为江临说得太准了。
她昨晚的确把后面那些求导化简的计算看懂了,甚至今天也能闭着眼睛凭记忆跟着抄出一份一模一样的完整答案。
可如果把答案合上,把她扔进高考的考场上,把题目稍微变个形,让她自己重新做一遍,她还是想不到要比较g(1/x_1)和g(x_1)。
她以前一直以为,这叫我自己太笨,没想到技巧。
可现在江临用一张纸和一支笔告诉她,这不是什么技巧突然出现。
而是因为她在解题的最开始,就没有静下心来,盯牢题目真正的目标。
蒋瑶低头,看着草稿纸最上方,江临写下的那行板正的字。
这道题在问什么?
她忽然惊恐地发现,自己高中三年,刷题等身,做过的卷子叠起来比很多人的身高还高。
可她似乎很少真的在下笔前停下来,认真地问自己这个问题。
她通常的路径依赖是,看题干关键词。
哦,恒成立,那就分离参数找极值。
哦,导数参数题,
第二行就突然跳到了某个复杂的构造式F(x)=g(x) - g(1/x),中间仿佛出现了一道无法跨越的断层。
而现在,江临仅仅用了一个初中生都能看懂的交点图,就把原本藏在迷雾里的两个变量,清清楚楚地钉在了坐标轴上。
她能直观地看到x_1在谷底的左边,而x_2在谷底的右边。
江临没有给她太多回味的时间,他用笔尖点了点题目第二问最后要求证明的结论。
x_1x_2<1。
“现在,我们来看目标,这句话,等价于什么?”江临问。
蒋瑶盯着这个不等式看了几秒钟。
在明确了x_1和x_2都是正数之后,不等式的变换变得极其简单。
“等价于……”
她写:x_2<1/x_1。
江临点头。
“没错,这就是题目的目标,把乘积的形式,转化为单个变量的大小比较。现在,你再看回图像。”
江临用笔尖指着右边的那个交点:“现在,x_2在哪里?”
蒋瑶顺着笔尖看过去,思维逐渐变得清晰起来:“在曲线的右支上,右支上那个满足g(x)=a的点对应的横坐标。”
“那如果你想证明x_2<1/x_1,而x_2又在这个单调递增的右支上,你应该怎么利用函数的单调性去比较?”
江临一步步收紧问题的核心。
蒋瑶低头去看。
右支上,g(x)显然是单调递增的。
如果能证明:g(1/x_1)>a,而g(x_2)=a。
那就说明在右支上,1/x_1这个自变量对应的函数值比x_2对应的函数值更高。
既然右支是爬坡的,高度更高,意味着横坐标也更大。
那就必然有:x_2<1/x_1。
蒋瑶慢慢把这个推导的想法说了出来。
她的眼睛越来越亮,就像是黑暗中摸索的人终于摸到了灯的开关。
可是,越说,她的声音忽然变得越低。
到了最后,还没等整段话说完,她自己反倒先停住了。
江临没有立刻接话。
他把笔横过来,让笔杆轻轻地压住图上那条代表y=a的水平线,然后又用笔尖轻轻点了点右支上的x_2。
房间里安静了十来秒钟。
江临才不紧不慢地在纸上,写下了那个让蒋瑶昨晚痛苦了两个小时的式子。
g(1/x_1)-g(x_1)。
“因为g(x_1)=a,所以你要证明g(1/x_1)>a,本质上就是在比较g(1/x_1)和g(x_1)的大小,这就是你看到的那个所谓构造的来源。”
江临的声音低沉而有力,像是一记重锤敲在蒋瑶的心上。
蒋瑶怔怔地看着这一行式子。
昨晚她看到解析突然写出令F(x)=g(x)-g(1/x)的时候,她只觉得那是某位数学天才灵光乍现的经验技巧,是她这种凡夫俗子这辈子都想不到的神来之笔。
但现在,她才知道,它根本不是从天上掉下来的。
它是被题目的目标硬生生逼出来的。
要证明x_2<1/x_1,而x_2处在单调递增的区间,为了利用单调性,就必须把1/x_1和x_2放到同一个单调区间上进行比较。
而要比较它们的横坐标大小,自然就顺理成章地转化成了比较它们对应的函数值:g(1/x)和 g(x_1)的大小。
这一刻,所有的逻辑链条严丝合缝地咬合在了一起。
齿轮开始转动,发出震耳欲聋的轰鸣。
蒋瑶下意识地想点头称是。
可是头点到一半,她又硬生生地停住了。
那口气被她重新咽了回去。
因为这一次,她不是那种看了答案觉得对方说得好像有道理的似懂非懂。
她是真的,清清楚楚地看见了这座建筑底层的地基是怎么打下去的。她看见了因果。
江临见她似有所悟,便即在纸上写下g(x)的解析式。
g(x)=lnx+x+1/x。
……
他写得不快。
以便蒋瑶的大脑能够跟上消化。
蒋瑶一开始还想跟着点头附和,到了后来,她干脆一动不动了。她所有的注意力,都紧紧地盯住江临笔下的每一行字符,盯住那些公式的来龙去脉。
江临写完最后一步,抬起头问道:“好,现在逻辑链条传导到了最后一步,问题变成了什么?”
蒋瑶顺着那工整到近乎死板的字迹看下去,答说:“既然构造的结果是-2lnx_1,那么要想证明g(1/x)>g(x_1),就只需要证明在x=x_1的时候,-2lnx_1>0。”
“也就是?”
“也就是要求lnx_1<0,即x_1<1。”蒋瑶的思路如同破冰的春水,畅快流淌。
江临点点头,抛出最后一个问题:“那么,证明的最后一块拼图,x_1<1这个结论,从哪里来?”
蒋瑶立刻低头去看第一问自己做过的结果。
她知道g(x)=lnx+x+1/x。
在第一问里,为了求最小值,她求过它的导数.
g(x)=1/x+1-1/x^2。
令导数为零找极值点:1/x+1-1/x^2=0。
因为x>0,等式两边同乘以x^2,得到一个极其简单的一元二次方程:x+x^2-1=0。
也就是:x^2+x-1=0。
解这个方程,舍去负根,得到的正根是:a=(根号5-1)/2。
这恰好是黄金分割数。
显然,a<1。
根据导数和极值点的关系,因为g(x)在区间(0,a)上单调递减,在在区间(a,+无穷)上单调递增。
题目已知g(x)=a有两个正根x1<x2。
从刚才画的图上可以非常直观地看出,x_1必然在极小值点的左边,也就是递减区间;x_2必然在极小值点的右边,也就是递增区间。
所以必然有:0<x_1<a<x_2。
既然x_1<a,而a<1,那么根据传递性,理所当然地得出:x_1<1。
既然x_1<1,所以:-2lnx_1>0
也就是:g(1/x_1)>g(x_1)=a。
又因为前面讨论过,由于1/x_1>1>a,说明1/x_1这个点也落在(a,+无穷)这个递增区间上。在这个单调递增的右支上,既然g(x_2)=a,且g(1/x_1)>a。
所以必然得出横坐标的大小关系:x_2<1/x_1。
两边同乘正数x_1,最终得证:x_1x_2<1。
当蒋瑶的大脑顺着这条毫无破绽的逻辑链条,一口气走到终点的时候,她忽然觉得,眼前这道张牙舞爪的压轴大题,变得非常安静。
不是觉得它变简单了。这道题依旧很难。
而是觉得它变得安静了。它被彻底驯服了。
那些昨晚在脑海里乱七八糟堆积在一起的公式,从搜题软件上抄下来的支离破碎的步骤,此刻就像是被人用一双极其稳健的大手,一块一块地放回了它们原本就该存在的位置。
题目要证明什么。
这个表面目标等价于什么底层数学关系。
为了比较这种关系,我们需要寻找谁和谁作为中介。
那个看似天外飞仙的构造,究竟从哪里来。
每一步,终于都有了清清楚楚的来处。
江临把笔轻轻搁在草稿纸的边缘。
“你昨晚看的那些解析,大概就是把前面分析目标和翻译条件的过程省略了,直接从中间开始跳,第一步就把构造式拿给你看。”
蒋瑶重重地点头,眼眶甚至隐隐有些发热:“对,就是这样,他们只写了证明过程,没写思路是怎么来的。”
“所以,你不是看不懂后面的计算,只是不知道它为什么要往这个方向走。”江临说。
忠言逆耳。
蒋瑶听得有点不舒服。
作为一个市重点的尖子生,她的骄傲让她本能地想要反驳。
可是她无法反驳,因为江临说得太准了。
她昨晚的确把后面那些求导化简的计算看懂了,甚至今天也能闭着眼睛凭记忆跟着抄出一份一模一样的完整答案。
可如果把答案合上,把她扔进高考的考场上,把题目稍微变个形,让她自己重新做一遍,她还是想不到要比较g(1/x_1)和g(x_1)。
她以前一直以为,这叫我自己太笨,没想到技巧。
可现在江临用一张纸和一支笔告诉她,这不是什么技巧突然出现。
而是因为她在解题的最开始,就没有静下心来,盯牢题目真正的目标。
蒋瑶低头,看着草稿纸最上方,江临写下的那行板正的字。
这道题在问什么?
她忽然惊恐地发现,自己高中三年,刷题等身,做过的卷子叠起来比很多人的身高还高。
可她似乎很少真的在下笔前停下来,认真地问自己这个问题。
她通常的路径依赖是,看题干关键词。
哦,恒成立,那就分离参数找极值。
哦,导数参数题,