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
含參三次函數的分類點不在「a 等於幾」,而在 f′(x)=0 有沒有兩個實根。f(x) = x³ − 3ax + 1 的導數是 f′(x) = 3x² − 3a = 3(x² − a):a ≤ 0 時 x² − a ≥ 0 恆成立,只有一個單調增區間;a > 0 時才分出 ±√a 兩個駐點。
自編示意取兩組參數 a = 4.00 與 a = 0.25 各算一遍。函數與參數均為自擬示意,不代表真實測量。
二、逐題精講
題1
題1 對 a ≤ 0 與 a > 0 分類求單調區間,並求 a = 4.00 時的極大、極小值。
解析
a < 0 時 x² − a > 0 恆成立,f 在 R 上嚴格增;a = 0 時 f′(x) = 3x² ≥ 0,僅 x = 0 處為 0,仍嚴格增,不產生極值,討論時要把 a = 0 併入「無極值」一檔。a > 0 時 f′(x) = 0 的兩根為 ±√a,f′ 在 (−√a, √a) 內為負、兩側為正,故減區間 (−√a, √a),增區間 (−∞, −√a) 與 (√a, +∞)。
代 a = 4.00:√a = 2.0000,極大 f(−2.0000) = 17.0000,極小 f(2.0000) = -15.0000。再代 a = 0.25 複核:√a = 0.5000,極大 1.2500、極小 0.7500,兩組都滿足極大在左、極小在右,與 f′ 符號一致。
答案 a ≤ 0:R 上嚴格增、無極值;a > 0:減區間 (−√a, √a),增區間兩側。a=4.00 時極大 17.0000、極小 -15.0000。
採分點 導數式 1 分、a≤0 分類 1 分、a=0 單列 1 分、a>0 兩區間 1 分、兩個極值各 1 分、第二組參數複核 1 分。
易錯點 把 a = 0 單獨判成「有極值」,忽略 f′=0 只是孤立點不改變單調性。
題2
題2 若把 a > 0 的增減區間對調,極值會怎麼錯?說明為什麼 f′(0) 是報警量。
解析
對調後會把減區間寫成兩側、增區間寫成中間,於是 x = −√a 被當成極小點、x = √a 被當成極大點,a = 4.00 時便把極大誤報成 -15.0000、極小誤報成 17.0000,符號全反。最直接的報警量是 f′(0):由 f′(x) = 3(x² − a) 得 f′(0) = −3a = -12.0000 < 0,說明 x = 0 處函數在下降,0 必須落在減區間裡;「兩側減、中間增」會讓 0 落在增區間,與 f′(0) < 0 直接矛盾。這個判據不依賴極值數值,只依賴導函數本身,比事後比大小更硬。注意不能用 f(0)=1 去判,函數值與單調性無關。
答案 對調後極大誤為 -15.0000、極小誤為 17.0000;f′(0) = -12.0000 < 0 表明 0 在減區間,可作報警量。
採分點 對調後極值各 1 分、符號反轉 1 分、f′(0) 計算 1 分、矛盾說明 1 分、不可用函數值判 1 分。
易錯點 拿 f(0)=1 的大小當單調性證據,函數值不攜帶導數信息。
三、規律小結與對照表
| 參數 | 駐點 | 減區間 | 極值 |
|---|---|---|---|
| a ≤ 0 | 無(a=0 僅孤立點) | 無 | 無極值 |
| a = 4.00 | ±2.0000 | (-2.0000, 2.0000) | 極大 17.0000/極小 -15.0000 |
| a = 0.25 | ±0.5000 | (-0.5000, 0.5000) | 極大 1.2500/極小 0.7500 |
| f′(0) | −3a | -12.0000 < 0 | 報警量 |
| 區間對調 | — | 0 落增區間 | 與 f′(0) 矛盾 |
小結:分類看 f′=0 有無兩實根,a=0 歸入無極值檔;增減區間寫反後,用 f′(0)=−3a<0 當場攔下,別靠函數值猜。
四、自測清單
- 能由 f′=3(x²−a) 判斷分類點
- 能處理 a=0 的孤立駐點
- 能寫出 a>0 的增減區間
- 能求兩組參數下的極值
- 能用 f′(0) 作區間對調的報警量
- 能說明函數值不能判單調性