題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。
一、考點定位與做題順序
三次函數 f(x)=x³−3x+a 的導數是 f′(x)=3x²−3 = 3(x−1)(x+1),所以 x=−1 是極大點、x=1 是極小點。圖像要穿過 x 軸三次,必須「極大在軸上、極小在軸下」;若兩極值同號,就只穿一次;極值恰等於 0 時出現重根。
下面把這條几何條件寫成對參數 a 的不等式,並取 a=0 做具體回代。
二、逐題精講
題1
題1 求極大值、極小值,並給出方程 f(x)=0 有三個、兩個、一個實根時 a 的範圍。
解析
f′(x) = 3(x−1)(x+1),極值點 x = -1 與 x = 1。代入:f(-1) = (−1)³ − 3(−1) + a = 2 + a;f(1) = 1 − 3 + a = a − 2。
三個實根:f(-1) > 0 且 f(1) < 0,即 a + 2 > 0 且 a − 2 < 0,得 -2 < a < 2。兩個實根(含一個重根):a + 2 = 0 或 a − 2 = 0,即 a = -2 或 a = 2。一個實根:a < -2 或 a > 2。
回代核驗:a = 2 時 f(1) = 0,x = 1 是重根,另有一根 x = −2;a = -2 時 x = −1 是重根、另一根 x = 2,兩處都與「兩根」一致。3/2/1 三檔互不相交且覆蓋全部 a。
答案 極大 a+2、極小 a−2;三根 -2<a<2,兩根 a=-2 或 2,一根 |a|>2
採分點 求導與極值點 2 分;兩個極值式 2 分;三根不等式 2 分;邊界重根 2 分;一根條件 1 分;回代 1 分
易錯點 把三根條件寫成 f(−1)<0 且 f(1)>0;漏掉 a=±2 的重根情形
題2
題2 取 a = 0,求 f(x)=0 的三個根,並逐一回代驗證。
解析
a = 0 時 f(x) = x³ − 3x = x(x² − 3),故三根為 x = -1.7321、x = 0、x = 1.7321。
逐一回代:f(0) = 0;f(1.7321) = (1.7321)³ − 3×1.7321 = -0.0 ≈ 0;由 f 是奇函數,f(-1.7321) = −f(1.7321) = 0。三處都成立。
又因 a = 0 落在 -2 < a < 2 內,與題1「三根」結論一致;f(-1) = 2 > 0、f(1) = -2 < 0,符號條件也閉合。若把 a 取到 2,圖像在 x=1 處與軸相切,就退化成兩根,邊界情形必須單獨判。
答案 三根 -1.7321、0、1.7321;回代 f 均為 0,且 a=0 落在三根區間內
採分點 因式分解 2 分;三個根 2 分;逐一回代 2 分;奇函數說明 1 分;與題1 條件對應 2 分;邊界提示 1 分
易錯點 漏掉 x=0 這個根;把 √3 近似值當精確根寫
三、規律小結與對照表
| a 範圍 | 極值符號 | 實根數 | 典型 |
|---|---|---|---|
| -2<a<2 | 極大>0 極小<0 | 3 | a=0 |
| a=-2 或 a=2 | 某極值=0 | 2(重根) | 相切 |
| |a|>2 | 兩極值同號 | 1 | 單穿 |
| 極值點 | x=-1,1 | — | f′=0 |
小結:先由 f′ 找極值,再讓極大與極小異號。本例 −2<a<2 給三根、a=±2 給重根兩根、|a|>2 給一根;a=0 時三根 -1.7321、0、1.7321 全部回代成立。題面數值均為自編示意。
四、自測清單
- 能由導數求出兩個極值點
- 能把極值寫成含參數 a 的式子
- 能由極值異號給出三根範圍
- 能單獨處理極值等於 0 的重根邊界
- 能在 a=0 時求出三個根
- 能把具體 a 與題1 範圍對應回代