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高中數學:如何快速掌握函式題的解題技巧

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今天分享一道函式題,題目如下:

高中數學:如何快速掌握函式題的解題技巧

第一小題很簡單,在 x = 1 處有極值 10,一句話裡有兩個條件,即導數值為零,函式值為 10 ,這樣就可以列出方程,解出 a 和 b 的值。

高中數學:如何快速掌握函式題的解題技巧

過程很簡單,但是我們需要驗證一下結果,可以得出有一個解不滿足條件。這裡為什麼需要驗證呢?因為我們列的方程中,令極值點的導數為零,這毋庸置疑,但是反過來這句話是不對的,即導數值為零的點不一定是極值點,而解出的答案中恰有一種這種情況,所以需要捨去。

第二小題第一問,我們可以畫出函式影象,透過數形結合的方法判斷怎樣保證函式在區間內有三個不相等的解,首先,函式存在兩個極值點,即 b > 0 ;然後在 -4 處的函式值小於等於零,在 4 處的函式值大於等於零;再然後,極值點在區間內,在兩個極值點處一個大於零,一個小於零。這樣就能保證函式在區間內有三個零點(想一下為什麼?能不能去掉某個或某幾個條件)

高中數學:如何快速掌握函式題的解題技巧

這種解法並不難,但是一定要把約束條件寫全,並且不能人為新增約束(想當然的列約束),否則得到的範圍就不對了。

透過前幾篇文章的講解,我們很自然想到另外一種解法——分離引數。分離引數的過程中,首先就需要判斷 x = 0 是不是零點,然後再將 x 除過去,我們透過求導算出函式的單調區間,然後畫出函式的圖形,得到使方程有 3 個解的取值範圍,過程如下:

高中數學:如何快速掌握函式題的解題技巧

這種方法也不難,但一點要注意,在 x = 0 處是一個間斷點,需要分段來討論,否則得不到答案。

第二問同樣討論不同情況下,函式在區間內的單調性,然後根據單調性來確定函式的最小值,最小值大於等於零即表示函式在區間內恆大於等於零。

首先求出導數,當 b 小於等於零時,函式在整個定義域為增函式,此時只需保證左端點處函式值大於等於零即可。

當函式存在極值點(右極值點),但極值點在區間左邊,此時同樣有函式在區間內單調遞增,保證左端點處函式值大於等於零即可。

當極值點在區間右側,此時,函式在區間內單調遞減,保證右端點函式值大於等於零即可。

當極值點在區間內,在函式在區間內先遞減再遞增,極值點處取最小值,保證這個值大於等於零即可。

具體過程如下:

高中數學:如何快速掌握函式題的解題技巧

同樣可以用分離引數的方法,但是 x - 2 在區間內可能大於零,等於零和小於零,所以分情況討論,當 x = 2 時,無論 b 取何值,不等式恆成立。

當 x < 2 時,不等式需要變號,b 大於等於區間的最大值即可

當 x > 2 時,b 小於等於區間最小值即可

高中數學:如何快速掌握函式題的解題技巧

透過求函式的導數,可以判斷出函式在前一個區間內單調遞減,函式在 1 處取最大值。

同理函式在後一個區間內先遞減再遞增,在 3 處取最小值。

同樣可以得出 b 的範圍。

小結

這道題不是很難,但不注意容易出錯。

函式在極值點處導數(可導的話)值為零,但導數值為零不一定是極值點,所以得到答案後需要驗證。

透過數形結合的方法列不等式的時候,要注意條件一定要全,也不要新增條件(看看是不是滿足這些條件一定有3個解,反過來有 3 個解是不是都滿足這些條件,兩者缺一不可)。

當函式在區間內有間斷點(沒有定義的點)時,在畫圖形時注意分段討論,不然得出的結果很有可能是錯的。

在不等式分參時,一定要注意不等式變號的問題,這是和等式求解最大的區別。

這道題整體來說並不難,無論我們用哪種方法,只要邏輯沒有問題,結果肯定是正確的,這也是數學的魅力所在。

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