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例题精讲 · 第 00670 题 · x³−3ax 的导数里,a 是分水岭

以 f(x)=x³−3ax+1 为材料,按 a≤0 与 a>0 分类讨论单调区间,现算 a=4 时极值点与 a=9 时区间端点导数,训练「先定参数范围再写区间」的讨论顺序,并回代极值。

00670题号全 1000 篇 · 第 第112轮 / 第112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

含参单调性的讨论顺序只有两步:先把导数写成能看出参数作用的形式,再按参数把「有没有临界点、临界点在哪」分开。f(x)=x³−3ax+1 的导数是 f′(x)=3x²−3a=3(x²−a),参数 a 的正负直接决定 x²=a 有没有实根。

自编示意函数与参数均为自编示意。

二、逐题精讲

题1

题1 按 a 讨论 f(x) 的单调区间。

解析

f′(x) = 3(x²−a)。当 a ≤ 0 时,x²−a > 0 对一切 x 成立(a=0 时除 x=0 外均为正,函数仍在 R 上单调递增),f 在 R 上递增,无极值点。

当 a > 0 时,临界点 x = ±√a。f′>0 在 (−∞,−√a) 与 (√a,+∞),f′<0 在 (−√a,√a);故增—减—增三段,x=−√a 取极大、x=√a 取极小。

回代核验:a=4 时 √a=2,f′(0) = 3(0−4) = −12 < 0,落在减区间;f′(3) = 3(9−4) = 15 > 0,落在增区间,与三段划分一致。

答案 a≤0 全增;a>0 增(−∞,−√a)、减(−√a,√a)、增(√a,+∞)

采分点 导数形式 1 分;a≤0 讨论 2 分;a>0 三段 2 分;a=0 特例 1 分;两点导数回代 2 分

易错点 漏掉 a=0 单独说;把 −√a 当极小点

题2

题2 a=4 时求两个极值;若要求 f 在 [0,3] 上单调不增,a 至少要多大?

解析

a=4:√a=2,f(−2) = −8 + 24 + 1 = 17.0(极大),f(2) = 8 − 24 + 1 = -15.0(极小),两极值差 32.0。

要让 [0,3] 落进减区间 (−√a,√a),须 3 ≤ √a,即 a ≥ 9。取 a=9 时 √a=3,f′(3) = 3(9−9) = 0.0,端点处导数为 0,[0,3] 上单调不增成立;f(3) = 27 − 81 + 1 = -53.0。

回代核验:f′(0) = 3(0−9) = -27.0 < 0,区间内部确为减;a=4 时 √a=2 < 3,[0,3] 后半段已经进入增区间,不满足要求。参数边界取等号时端点导数为 0,不写成「严格小于」。

答案 a=4 极大 17.0、极小 -15.0;[0,3] 单调不增须 a≥9,此时 f′(3)=0.0

采分点 两极值各 2 分;区间包含条件 2 分;a≥9 解算 1 分;端点导数与 f(3) 回代 2 分

易错点 把 3≤√a 写成 3≤a;把端点导数 0 当成不成立

三、规律小结与对照表

参数范围临界点单调区间本题验算
a≤0无R 上递增a=0 时仅一点导数为 0
a>0±√a增—减—增a=4 给 ±2
a≥9±√a 包住 [0,3][0,3] 不增f′(3)=0.0
a=4 极值−2 / 217.0 / -15.0差 32.0

小结:先把导数写成 3(x²−a),再按 a 的正负分两段。a=4 给极大 17.0、极小 -15.0;[0,3] 不增须 a≥9。参数均为自编示意。

四、自测清单

  • 能把导数写成含参可判号的形式
  • 会分 a≤0 与 a>0 两类讨论
  • 能写出三段单调区间
  • 能求指定参数下的极值
  • 能把区间要求转成 √a 的不等式
  • 能用端点导数与函数值回代
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):三角函数、解三角形、数列、对数、向量与分段函数相关章节
  • 《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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