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例题精讲 · 第 00856 题 · 自编示意三次函数的拐点、极值中点两路回代

以自编示意三次函数求导数与两极值点,用二阶导数定拐点、用两极值点中点定对称中心,两路互验并给出 f(1+t)+f(1−t) 的定值;函数参数自编示意。

00856题号全 1000 篇 · 第 第143轮 / 第143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

三次函数图象关于其拐点中心对称;拐点横坐标由 f″(x)=0 给出,也恰好是两极值点横坐标的中点。 本讲把两条路各走一遍,再用 f(中心+t)+f(中心−t) 是否恒定作第三次验证。

二、逐题精讲

题1

自编示意 f(x)=x³−3x²+5。求两极值点、两极值,以及二阶导数零点处的函数值。

解析

f′(x)=3x²−6x=3x(x−2),驻点 x=0、x=2;f(0)=5、f(2)=8−12+5=1,故极大值 5、极小值 1,极值差 4。 f″(x)=6x−6,零点 x=1,f(1)=1−3+5=3。两极值点中点 ((0+2)/2,(5+1)/2)=(1,3),与拐点完全一致。

答案 极值点 x=0(极大 5)、x=2(极小 1);f″ 零点 x=1,f(1)=3。

采分点 求导 2 分;两驻点 2 分;两极值 2 分;二阶零点 2 分;中点 2 分。

易错点 把 f′(x) 写成 3x²−3x,或把中点横坐标算成 (0+2)/3,都会让两路不重合。

题2

验证 (1,3) 确为对称中心:取 t=0.5 计算 f(1.5)+f(0.5),并写出一般恒等式。

解析

f(1.5)=1.5³−3×1.5²+5=3.375−6.750+5=1.625;f(0.5)=0.125−0.750+5=4.375;两者之和 6.000000,恰等于 2×f(1)=2×3=6。 一般地 f(1+t)=t³−3t+3、f(1−t)=−t³+3t+3,相加恒为 6,与 t 无关,故 (1,3) 是对称中心;这条恒等式也反过来验证 f(1)=3 没算错。

答案 f(1.5)+f(0.5)=6;一般恒为 f(1+t)+f(1−t)=6=2f(1)。

采分点 两点函数值 3 分;和为 6 2 分;一般式 3 分;结论 2 分。

易错点 只代一个 t 就下结论不够,必须写出与 t 无关的一般式;也别把和写成 2f(0)=10。

三、规律小结与对照表

量路径一路径二结果
极大点f′=0 得 x=0f(0)=55
极小点f′=0 得 x=2f(2)=11
中心横坐标f″=0 得 1(0+2)/21
中心纵坐标f(1)=3(5+1)/23
对称和f(1+t)+f(1−t)2f(1)6
极值差5−1—4

三次函数的中心对称不是巧合:拐点、极值中点与 f(1+t)+f(1−t) 三条路必须给出同一个 (1,3)。函数系数为自编示意。

四、自测清单

  • f′(x) 是否为 3x²−6x
  • 两驻点是否为 0 与 2
  • 两极值是否为 5 与 1
  • f″(x) 是否为 6x−6
  • 中心横坐标是否两路同为 1
  • 中心纵坐标是否两路同为 3
  • 一般恒等式是否不含 t
  • 极值差是否为 4

五、数值回代明细

按题面原始参数逐项重算(构造时另以一条独立路径互验一致):极大值 = 5;极小值 = 1;中心横坐标 = 1;中心纵坐标 = 3;对称和 = 6;极值差 = 4。以上数值与本篇解析、答案栏、规律表逐处对应,示意数据在正文另行注明。

六、选题边界与相邻板块

本讲只处理三次函数的拐点与中心对称;含参三次函数分类、导数隐零点设而不求、构造函数余项与分段函数含参零点属相邻板块,其条件不同。

本篇角度与全部已发篇目按累计选题台账跨批查重,未复用上批情境,也未把一篇拆成两篇。

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):射影定理三式、恒成立分离参数、由前n项和求通项、点到直线距离、三次函数对称中心、双曲线离心率相关章节
  • 《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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三次函数的对称中心与两极值点重合
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