题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。
一、考点定位与做题顺序
分类讨论不是「想到哪写到哪」,它有固定的分依据:①参数让最高次项消失(如 a=0 时二次变一次);②导函数有没有零点(判别式、参数的正负);③零点是否落在给定区间或定义域内。三处逐一看,支数自然确定。
写法上必须每支独立写结论,最后合并成一句总答案;只写「综上」不给过程分。下面三题均为自编题,参数自拟。
二、题目呈现
题1(自编)
设 f(x) = x³ − 3ax² + 3a²x + 1(a ∈ R)。求 f(x) 的极值,并讨论 a 的取值对结果的影响。
题2(自编)
设 g(x) = a x − ln x(a ∈ R,x > 0)。讨论 g(x) 的单调性与极值。
题3(自编)
设 h(x) = x³ − 3x + a,已知 h(x) 在区间 [0, 2] 上有且仅有一个极值点,求 a 的取值范围;并说明端点值是否计入「极值点」。
三、分步解析
题1 f′(x) = 3x² − 6ax + 3a² = 3(x − a)² ≥ 0,对一切 x 成立,且仅在 x = a 处取 0。分依据:导函数是否有变号零点。因为 (x−a)² 不变号,f′(x) 在 x=a 两侧同为正(a 任意实数,包括 a=0 时 f′=3x² 亦仅在 0 处为 0 且不变号),故 f(x) 在 R 上单调递增,无极值。结论与 a 无关,所有 a ∈ R 结论一致。回代验算:取 a=1,f(x)=x³−3x²+3x+1=(x−1)³+2,是 (x−1)³ 平移,确实单调递增、无极值 ✓;取 a=0,f(x)=x³+1,同样无极值 ✓。
题2 定义域 x>0。g′(x) = a − 1/x = (ax − 1)/x。因 x>0,分母恒正,符号由 ax − 1 决定。分依据:a 与 0 的关系(决定 ax−1 是否能为零)。
① a ≤ 0:ax ≤ 0 < 1,故 ax−1 < 0 恒成立,g′(x)<0,g 在 (0,+∞) 上单调递减,无极值。
② a > 0:令 ax−1=0 得 x = 1/a > 0(落在定义域内)。当 0<x<1/a 时 g′<0,x>1/a 时 g′>0,故在 x = 1/a 处取极小值,g(1/a) = a·(1/a) − ln(1/a) = 1 + ln a;无极大值。
回代验算:取 a=1,g(x)=x−ln x,g′(1)=0,g(1)=1 为极小值;g(0.5)=0.5+0.693=1.193>1 ✓,g(2)=2−0.693=1.307>1 ✓。取 a=−1,g(x)=−x−ln x,g′=−1−1/x<0 恒成立 ✓。
题3 h′(x) = 3x² − 3 = 3(x−1)(x+1)。在 [0, 2] 内,唯一变号零点是 x = 1(x=−1 不在区间内)。注意 a 只影响函数值的上下平移,不影响导函数,因此 h′ 的零点与单调性与 a 完全无关:在 [0,1) 上 h′<0,(1,2] 上 h′>0,x=1 处 h′ 由负变正,是极小值点。故对任意 a ∈ R,h(x) 在 [0,2] 上有且仅有一个极值点 x=1,即 a 的取值范围为 R(全体实数)。
端点说明:极值点是区间内部的变号零点,端点 0 与 2 不计入极值点;它们参与的是「最值」比较:h(0)=a,h(1)=a−2,h(2)=2+a,故最小值为 a−2、最大值为 2+a,但这与「极值点个数」无关。回代验算:取 a=5,h(x)=x³−3x+5,h′=3(x²−1) 不变,x=1 处 h=3,h(0)=5、h(2)=7,仍是唯一极小点 ✓。
分类讨论四步法 ① 求导并化简到可判符号的因式形式(题1 化 3(x−a)²、题2 化 (ax−1)/x、题3 化 3(x−1)(x+1));② 找分依据:参数是否让某因式消失、零点是否存在、零点是否在定义域/区间内;③ 逐支列符号表并写出该支单调性与极值结论;④ 合并作答,每支结论独立成句,最后写「综上」。绝不在未分支前就下结论。
四、采分点对照
| 题号 | 答案 | 采分点 |
|---|---|---|
| 题1 | 对一切 a ∈ R 单调递增、无极值 | 求导并配方 2 分;指出 f′≥0 且不变号 2 分;讨论 a=0 与 a≠0 均同结论 1 分;结论 1 分 |
| 题2 ① | a≤0:单调递减、无极值 | 分出 a≤0 支 1 分;判 ax−1<0 1 分;结论 1 分 |
| 题2 ② | a>0:x=1/a 取极小值 1+ln a | 求零点 1/a 并验在定义域 2 分;两侧符号表 2 分;极小值计算 1 分 |
| 题3 | a ∈ R;唯一极值点 x=1;端点不计入 | 指出 a 不影响 h′ 2 分;筛出区间内唯一零点 1 分;端点与极值点区分 2 分;合并结论 1 分 |
五、高频易错点
- 题1 看到 f′=0 有解就写「x=a 是极值点」,忘了 (x−a)² 不变号——导数为零只是必要不充分条件。
- 题2 忘记定义域 x>0,把 x=1/a 在 a<0 时也当零点(此时 1/a<0 不在定义域内)。
- 题2 把 a=0 单独归到 a>0 支里,或用判别式讨论一个本来就是一次的方程。
- 分类只写「a>0 / a<0」两支,漏掉 a=0 这一支。
- 题3 误以为 a 会移动极值点,去解含 a 的区间条件,白算一圈。
- 把区间端点 0、2 当成极值点,混淆「极值」与「最值」。
- 只写一个「综上」结论,没有逐支独立结论,过程分被扣光。
六、小结与自查清单
| 分依据 | 触发信号 | 本题对应 |
|---|---|---|
| 参数使最高次项消失 | a=0 时次数下降 | 题2 的 a≤0 / a>0 |
| 导函数零点是否存在 | 判别式、因式是否能为零 | 题1 的 (x−a)² 恒 ≥0 |
| 零点是否落在定义域/区间 | x>0、[0,2] 等限制 | 题2 的 1/a、题3 的 x=−1 排除 |
| 零点是否变号 | 偶次因式 / 重根 | 题1 无极值、题3 x=1 变号 |
| 参数只影响函数值 | 导函数不含参数 | 题3 中 a 为常数项 |
- □ 求导后先化成因式乘积或分式,再判符号。
- □ 逐一问三件事:a=0 吗?零点存在吗?零点在定义域内吗?
- □ 每支独立写符号表与结论,最后才合并。
- □ 导数为零不等于极值,必须检查两侧是否变号。
- □ 有区间时先筛掉区间外的零点,再区分极值点与最值点。
- □ 结论回代一个具体参数值验算,30 秒确认分支没漏。
含参题真正的考点是「你凭什么分这几支」。把分依据写成显式三问——参数会不会让式子退化、零点存不存在、零点在不在范围内——支数就不会多也不会少。再加一句「导数为零未必是极值」,这类题的分就齐了。本组题目、函数式与参数均为原创自编仿真内容。