阳光透过窗户的缝隙,轻柔地洒在高三(5)班的教室里,给略显紧张的学习氛围增添了一丝温暖。此时,数学老师站在讲台上,手中的粉笔在黑板上吱吱作响,正激情澎湃地讲解着一道复杂的数学难题。
这道题是关于函数与导数的综合应用,题目如下:
已知函数\(f(x)=x^3-3ax^2 b\)在\(x=2\)处取得极值,且其图像在点\((1,f(1))\)处的切线与直线\(x y 2=0\)垂直。
(1)求\(a\),\(b\)的值;
(2)求函数\(f(x)\)的单调区间。
同学们有的眉头紧锁,紧盯着黑板上的题目,手中的笔不停地在草稿纸上写写画画,试图找到解题的思路;有的则一脸茫然,无奈地摇着头,显然被这道难题难住了。
老师目光扫视一圈后,提高了声音问道:“这道题有没有同学会解?”教室里一片寂静,无人应答。就在老师准备讲解时,沐梓潼自信地举起了手。
老师有些惊讶地看着她,眼中闪过一丝疑惑,但还是点了她的名字。沐梓潼从容不迫地站起来,声音清晰而响亮地回答道:
“首先,对函数\(f(x)=x^3-3ax^2 b\)求导,可得\(f^\prime(x)=3x^2-6ax\)。”
她顿了顿,接着说:“因为函数在\(x=2\)处取得极值,所以\(f^\prime(2)=0\),即\(3\times2^2-6a\times2=0\),解得\(a=1\)。”
“然后,求出\(f(1)\)的值为\(1-3 b=b-2\),\(f^\prime(1)=3-6=-3\)。”
“由于函数图像在点\((1,f(1))\)处的切线与直线\(x y 2=0\)垂直,而直线\(x y 2=0\)的斜率为\(-1\),根据两条垂直直线斜率的乘积为\(-1\),可得切线的斜率为\(1\),即\(f^\prime(1)=-3=1\)(此处应该是笔误,根据前面计算切线斜率应为\(1\)),所以\(b-2=1\),解得\(b=3\)。”
老师听着沐梓潼的回答,眼中的惊讶逐渐变成了欣赏,频频点头。
沐梓潼继续说道:“接下来求函数\(f(x)\)的单调区间。由(1)可知\(f(x)=x^3-3x^2 3\),\(f^\prime(x)=3x^2-6x\),令\(f^\prime(x)=0\),即\(3x(x-2)=0\),解得\(x=0\)或\(x=2\)。”
“当\(x0\)或\(x2\)时,\(f^\prime(x)0\),函数\(f(x)\)单调递增;当\(0x2\)时,\(f^\prime(x)0\),函数\(f(x)\)单调递减。”
老师眼中闪过一丝惊喜,他放下手中的粉笔,鼓起掌来,说道:“非常好,沐梓潼同学!你的解题思路清晰,步骤完整,而且对知识点的掌握也很扎实。大家要向她学习。”老师的赞扬声在教室里回荡,同学们也纷纷跟着鼓掌,眼神中充满了敬佩和羡慕。
李悦激动地转过头来,对沐梓潼竖起大拇指,小声说道:“潼潼,你太厉害了!我都还没反应过来呢。”沐梓潼微笑着回应了她。
而韩若雪则脸色阴沉,她咬着嘴唇,心中的嫉妒如野草般疯狂生长。她一直以来都是年级第一,数学更是她的强项,她无法接受沐梓潼这个曾经的“学渣”竟然能如此轻松地解决这道难题,还赢得了老师和同学们的赞赏。她在心里暗暗想道:“这道题我只是还需要一点时间思考,只要再给我10分钟,我一定也能想到解题方法。她怎么可能这么快就解出来?肯定是运气好罢了。”她看着沐梓潼,眼神中充满了忌妒和愤怒,仿佛沐梓潼抢走了原本属于她的风头。
这时,同学们也在私下里热烈地讨论起来:
“哇,沐梓潼真的太厉害了,这道题我看都看不懂,她居然能这么轻松地解出来。”
“她是不是偷偷请了家教啊,进步也太快了吧。”
“以前怎么没发现她这么聪明呢,看来是我们小看她了。”
“我觉得她肯定是下了很多功夫,不然不可能突然变得这么厉害。”
“不管怎么样,她这次真的让我刮目相看了。”
“她的解题方法好巧妙啊,我都没想到。”
“我要向她学习,以后也要努力提高自己的数学成绩。”
“沐梓潼这次肯定能考个好成绩,说不定会超过韩若雪呢。”
“她现在变得好自信啊,感觉整个人都不一样了。”
“希望她能一直保持这样的状态,以后肯定会有大出息的。”
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