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例题精讲 · 第 00766 题 · 先解 f′(x)=0 有没有实根,再定增减区间

以自编示意 f(x)=x³−3ax+1 为材料,按参数 a≤0 与 a>0 分类讨论单调区间与极值,并回代把增减区间对调后的报警量 f′(0)。

00766题号全 1000 篇 · 第 第128轮 / 第128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
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):解三角形、含参导数、圆锥曲线、定积分与统计案例相关章节
  • 《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·含参三次函数的单调区间:a 的符号决定要不要分界
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