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
含参三次函数的分类点不在「a 等于几」,而在 f′(x)=0 有没有两个实根。f(x) = x³ − 3ax + 1 的导数是 f′(x) = 3x² − 3a = 3(x² − a):a ≤ 0 时 x² − a ≥ 0 恒成立,只有一个单调增区间;a > 0 时才分出 ±√a 两个驻点。
自编示意取两组参数 a = 4.00 与 a = 0.25 各算一遍。函数与参数均为自拟示意,不代表真实测量。
二、逐题精讲
题1
题1 对 a ≤ 0 与 a > 0 分类求单调区间,并求 a = 4.00 时的极大、极小值。
解析
a < 0 时 x² − a > 0 恒成立,f 在 R 上严格增;a = 0 时 f′(x) = 3x² ≥ 0,仅 x = 0 处为 0,仍严格增,不产生极值,讨论时要把 a = 0 并入「无极值」一档。a > 0 时 f′(x) = 0 的两根为 ±√a,f′ 在 (−√a, √a) 内为负、两侧为正,故减区间 (−√a, √a),增区间 (−∞, −√a) 与 (√a, +∞)。
代 a = 4.00:√a = 2.0000,极大 f(−2.0000) = 17.0000,极小 f(2.0000) = -15.0000。再代 a = 0.25 复核:√a = 0.5000,极大 1.2500、极小 0.7500,两组都满足极大在左、极小在右,与 f′ 符号一致。
答案 a ≤ 0:R 上严格增、无极值;a > 0:减区间 (−√a, √a),增区间两侧。a=4.00 时极大 17.0000、极小 -15.0000。
采分点 导数式 1 分、a≤0 分类 1 分、a=0 单列 1 分、a>0 两区间 1 分、两个极值各 1 分、第二组参数复核 1 分。
易错点 把 a = 0 单独判成「有极值」,忽略 f′=0 只是孤立点不改变单调性。
题2
题2 若把 a > 0 的增减区间对调,极值会怎么错?说明为什么 f′(0) 是报警量。
解析
对调后会把减区间写成两侧、增区间写成中间,于是 x = −√a 被当成极小点、x = √a 被当成极大点,a = 4.00 时便把极大误报成 -15.0000、极小误报成 17.0000,符号全反。最直接的报警量是 f′(0):由 f′(x) = 3(x² − a) 得 f′(0) = −3a = -12.0000 < 0,说明 x = 0 处函数在下降,0 必须落在减区间里;「两侧减、中间增」会让 0 落在增区间,与 f′(0) < 0 直接矛盾。这个判据不依赖极值数值,只依赖导函数本身,比事后比大小更硬。注意不能用 f(0)=1 去判,函数值与单调性无关。
答案 对调后极大误为 -15.0000、极小误为 17.0000;f′(0) = -12.0000 < 0 表明 0 在减区间,可作报警量。
采分点 对调后极值各 1 分、符号反转 1 分、f′(0) 计算 1 分、矛盾说明 1 分、不可用函数值判 1 分。
易错点 拿 f(0)=1 的大小当单调性证据,函数值不携带导数信息。
三、规律小结与对照表
| 参数 | 驻点 | 减区间 | 极值 |
|---|---|---|---|
| a ≤ 0 | 无(a=0 仅孤立点) | 无 | 无极值 |
| a = 4.00 | ±2.0000 | (-2.0000, 2.0000) | 极大 17.0000/极小 -15.0000 |
| a = 0.25 | ±0.5000 | (-0.5000, 0.5000) | 极大 1.2500/极小 0.7500 |
| f′(0) | −3a | -12.0000 < 0 | 报警量 |
| 区间对调 | — | 0 落增区间 | 与 f′(0) 矛盾 |
小结:分类看 f′=0 有无两实根,a=0 归入无极值档;增减区间写反后,用 f′(0)=−3a<0 当场拦下,别靠函数值猜。
四、自测清单
- 能由 f′=3(x²−a) 判断分类点
- 能处理 a=0 的孤立驻点
- 能写出 a>0 的增减区间
- 能求两组参数下的极值
- 能用 f′(0) 作区间对调的报警量
- 能说明函数值不能判单调性