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例题精讲 · 第 00610 题 · f(−1)=a+2、f(1)=a−2,夹在中间才穿三次

以 f(x)=x³−3x+a 为自编题面,由导数找极值点,讨论参数 a 取何值时方程有三个、两个或一个实根,并在 a=0 时回代三根。

00610题号全 1000 篇 · 第 第102轮 / 第102册 轮
方向数学·导数与解三角形六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

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。

例题精讲 · 数学导数与解三角形

一、考点定位与做题顺序

三次函数 f(x)=x³−3x+a 的导数是 f′(x)=3x²−3 = 3(x−1)(x+1),所以 x=−1 是极大点、x=1 是极小点。图像要穿过 x 轴三次,必须「极大在轴上、极小在轴下」;若两极值同号,就只穿一次;极值恰等于 0 时出现重根。

下面把这条几何条件写成对参数 a 的不等式,并取 a=0 做具体回代。

二、逐题精讲

题1

题1 求极大值、极小值,并给出方程 f(x)=0 有三个、两个、一个实根时 a 的范围。

解析

f′(x) = 3(x−1)(x+1),极值点 x = -1 与 x = 1。代入:f(-1) = (−1)³ − 3(−1) + a = 2 + a;f(1) = 1 − 3 + a = a − 2。

三个实根:f(-1) > 0 且 f(1) < 0,即 a + 2 > 0 且 a − 2 < 0,得 -2 < a < 2。两个实根(含一个重根):a + 2 = 0 或 a − 2 = 0,即 a = -2 或 a = 2。一个实根:a < -2 或 a > 2。

回代核验:a = 2 时 f(1) = 0,x = 1 是重根,另有一根 x = −2;a = -2 时 x = −1 是重根、另一根 x = 2,两处都与「两根」一致。3/2/1 三档互不相交且覆盖全部 a。

答案 极大 a+2、极小 a−2;三根 -2<a<2,两根 a=-2 或 2,一根 |a|>2

采分点 求导与极值点 2 分;两个极值式 2 分;三根不等式 2 分;边界重根 2 分;一根条件 1 分;回代 1 分

易错点 把三根条件写成 f(−1)<0 且 f(1)>0;漏掉 a=±2 的重根情形

题2

题2 取 a = 0,求 f(x)=0 的三个根,并逐一回代验证。

解析

a = 0 时 f(x) = x³ − 3x = x(x² − 3),故三根为 x = -1.7321、x = 0、x = 1.7321。

逐一回代:f(0) = 0;f(1.7321) = (1.7321)³ − 3×1.7321 = -0.0 ≈ 0;由 f 是奇函数,f(-1.7321) = −f(1.7321) = 0。三处都成立。

又因 a = 0 落在 -2 < a < 2 内,与题1「三根」结论一致;f(-1) = 2 > 0、f(1) = -2 < 0,符号条件也闭合。若把 a 取到 2,图像在 x=1 处与轴相切,就退化成两根,边界情形必须单独判。

答案 三根 -1.7321、0、1.7321;回代 f 均为 0,且 a=0 落在三根区间内

采分点 因式分解 2 分;三个根 2 分;逐一回代 2 分;奇函数说明 1 分;与题1 条件对应 2 分;边界提示 1 分

易错点 漏掉 x=0 这个根;把 √3 近似值当精确根写

三、规律小结与对照表

a 范围极值符号实根数典型
-2<a<2极大>0 极小<03a=0
a=-2 或 a=2某极值=02(重根)相切
|a|>2两极值同号1单穿
极值点x=-1,1—f′=0

小结:先由 f′ 找极值,再让极大与极小异号。本例 −2<a<2 给三根、a=±2 给重根两根、|a|>2 给一根;a=0 时三根 -1.7321、0、1.7321 全部回代成立。题面数值均为自编示意。

四、自测清单

  • 能由导数求出两个极值点
  • 能把极值写成含参数 a 的式子
  • 能由极值异号给出三根范围
  • 能单独处理极值等于 0 的重根边界
  • 能在 a=0 时求出三个根
  • 能把具体 a 与题1 范围对应回代
编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中教材(数学):多项式、数列、计数、复数、不等式与二项式相关章节
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(数学科)》:相关考点考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 编写说明:题目、选段、选项、数据与解析均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;采分点为教研整理,非官方评分标准

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联招数学·三次方程根的个数:极大值与极小值异号才有三根
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