高考数学作为我国高中教育的重要组成部分,每年都会有一批极具挑战性的题目,其中2017年的第11题就是一道典型的难题。本文将深入解析这道题目的解题思路与技巧,帮助读者更好地理解高考数学的解题方法。

一、题目回顾

2017年高考数学(全国卷)第11题如下:

已知函数\(f(x)=x^3-3x^2+3x+1\),求证:对于任意实数\(x\),都有\(f(x)\geq 0\)

二、解题思路

要证明\(f(x)\geq 0\),我们可以从以下几个方面入手:

  1. 求导数:首先求出函数\(f(x)\)的导数\(f'(x)\),分析其单调性。
  2. 求极值:根据导数的正负,找出函数\(f(x)\)的极值点,并判断极值点处的函数值。
  3. 证明不等式:结合极值点和函数的单调性,证明对于任意实数\(x\),都有\(f(x)\geq 0\)

三、解题步骤

1. 求导数

对函数\(f(x)=x^3-3x^2+3x+1\)求导,得到: $\(f'(x)=3x^2-6x+3\)$

2. 求极值

\(f'(x)=0\),解得\(x=1\)\(x=2\)。接下来,我们需要判断这两个极值点处的函数值。

\(x=1\)时,\(f(1)=1^3-3\times1^2+3\times1+1=2\)

\(x=2\)时,\(f(2)=2^3-3\times2^2+3\times2+1=1\)

3. 证明不等式

根据导数的正负,我们可以得出以下结论:

  • \(x<1\)时,\(f'(x)>0\),函数\(f(x)\)单调递增;
  • \(1<x<2\)时,\(f'(x)<0\),函数\(f(x)\)单调递减;
  • \(x>2\)时,\(f'(x)>0\),函数\(f(x)\)单调递增。

结合极值点和函数的单调性,我们可以得出以下结论:

  • \(x<1\)时,\(f(x)<f(1)=2\)
  • \(1<x<2\)时,\(f(x)<f(2)=1\)
  • \(x>2\)时,\(f(x)>f(2)=1\)

综上所述,对于任意实数\(x\),都有\(f(x)\geq 0\)

四、总结

2017年高考数学第11题是一道典型的难题,通过求导数、求极值和证明不等式等方法,我们成功地证明了\(f(x)\geq 0\)。这道题目考察了学生对函数性质、导数和不等式的理解和应用能力。在解题过程中,我们需要注意以下几点:

  1. 熟练掌握导数的概念和求导法则;
  2. 熟悉函数的单调性和极值点的判断方法;
  3. 能够运用不等式证明方法。

希望本文的解析能够帮助读者更好地理解这道题目,提高解题能力。