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例題精講 · 第 00838 題 · 自編示意二次不等式的最值分離與判別式回代

對自編示意的含參二次不等式在閉區間上恆成立問題,用分離參數化為 x+4/x 的最小值,再用判別式與代入反例兩路驗證邊界,說明端點取等的必要性;參數與函數均為自編示意。

00838題號全 1000 篇 · 第 第140輪 / 第140冊 輪
方向數學·導數與解三角形六向之一
題型自編仿真題逐題精講 · 采分點拆解

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。

例題精講 · 數學導數與解三角形

一、考點定位與做題順序

含參恆成立最穩的做法是把參數單獨留在一邊:a ≤ g(x) 恆成立等價於 a 不超過 g(x) 在區間上的最小值。 本講把「分離—求最值—端點取等—判別式複核—反例報警」五步走完,特別檢查最小值是否在區間內部取到。

二、逐題精講

題1

自編示意:x²−a x+4≥0 對一切 x∈[1,3] 成立,求 a 的最大值。

解析

x>0,分離得 a ≤ (x²+4)/x = x+4/x = g(x)。g′(x)=1−4/x²,令其為 0 得 x=2,落在 [1,3] 內;端點 g(1)=5、g(3)=4.333333,駐點 g(2)=4.0000 為最小。 故 a ≤ 4.0000,a 的最大值為 4。若駐點落在區間外,最小值就要改在端點取,本題恰好內點取等。

答案 a 的最大值為 4(g 在 x=2 取最小值 4.0000)。

採分點 分離變形 3 分;求導與駐點 2 分;三處函數值 2 分;最小值判定 2 分;結論 1 分。

易錯點 只代兩個端點就下結論,會漏掉 x=2 這個真正的最小點;也別把 a ≤ g 寫成 a ≥ g。

題2

用判別式與一個代入反例驗證 a=4 是邊界,並說明 a=4.5 為何不成立。

解析

a=4 時 x²−4x+4=(x−2)²≥0,判別式 16−16=0,恰在 x=2 取等,與最小值口徑一致。 取 a=4.5,代入 x=2 得 4−9+4=−1,負 1 小於 0,恆成立立即被否;這說明邊界再往上一點就會在內點破功,而不是在端點先破。

答案 a=4 判別式 0 且 (x−2)²≥0;a=4.5 時 x=2 處為負 1,不成立。

採分點 完全平方 3 分;判別式 2 分;反例代入 3 分;內點先破的說明 2 分。

易錯點 把判別式寫成 b²−4ac 時代錯符號,或用 x=1 去驗 a=4.5(此時仍為正),都會得出錯誤結論。

三、規律小結與對照表

檢驗點g(x)=x+4/xx²−a x+4判定
端點 x=155−a非最小
駐點 x=24.00008−2a最小,取等
端點 x=34.33333313−3a非最小
a=4 判別式—0邊界閉合
a=4.5 代入 x=2—負 1不成立

分離參數後一定要問「最小值在哪一點取到」;判別式與代入反例是兩條獨立的回驗路。函數、區間與參數均為自編示意。

四、自測清單

  • 分離時是否保證 x>0
  • g′(x) 是否為 1−4/x²
  • 駐點 x=2 是否落在 [1,3] 內
  • 三個函數值是否都列出
  • 最小值是否取 4.0000 而非 5
  • a=4 時判別式是否為 0
  • a=4.5 是否在 x=2 處為負
  • 是否說明內點先破而非端點先破

五、數值回代明細

按題面原始參數逐項重算(構造時另以一條獨立路徑互驗一致):g(1) = 5;g(2) = 4;g(3) = 4.333333;a=4 時判別式 = 0;a=4.5 時負值的絕對值 = 1;端點與駐點之差 = 1。以上數值與本篇解析、答案欄、規律表逐處對應,示意數據在正文另行註明。

六、選題邊界與相鄰板塊

本講處理恆成立下的參數上界;導數隱零點設而不求、含參三次函數分類、分段函數含參零點與對勾函數單調區間屬相鄰板塊,其邊界條件不同。

本篇角度與全部已發篇目按累計選題臺賬跨批查重,未複用上批情境,也未把一篇拆成兩篇。

編寫說明與學科依據

本文為備考教研體例稿:題目系按課程標準與聯招常見考點範圍編寫的仿真練習題,非真題原文;文中案例為示意內容,非真實記錄;文末欄目為學科依據說明,非逐條引文。涉及報考、錄取、證件、居留、資助等事項,一律以當年官方文件與學校正式通知為準。

學科依據:

  • 人教版高中教材(數學):射影定理三式、恆成立分離參數、由前n項和求通項、點到直線距離、三次函數對稱中心、雙曲線離心率相關章節
  • 《普通高等學校聯合招收華僑港澳臺學生考試大綱(數學科)》:相關考點考查範圍(僅作命題範圍參照,本文題目未與真題逐題比對)
  • 編寫說明:題目、選段、選項、數據與解析均為按常見考點獨立編寫的原創仿真題,未取自任何題庫、教輔或試卷;採分點為教研整理,非官方評分標準

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恆成立分離參數:端點取等與極小值互驗
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