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例題精講 · 第 00856 題 · 自編示意三次函數的拐點、極值中點兩路回代

以自編示意三次函數求導數與兩極值點,用二階導數定拐點、用兩極值點中點定對稱中心,兩路互驗並給出 f(1+t)+f(1−t) 的定值;函數參數自編示意。

00856題號全 1000 篇 · 第 第143輪 / 第143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

三次函數圖象關於其拐點中心對稱;拐點橫座標由 f″(x)=0 給出,也恰好是兩極值點橫座標的中點。 本講把兩條路各走一遍,再用 f(中心+t)+f(中心−t) 是否恆定作第三次驗證。

二、逐題精講

題1

自編示意 f(x)=x³−3x²+5。求兩極值點、兩極值,以及二階導數零點處的函數值。

解析

f′(x)=3x²−6x=3x(x−2),駐點 x=0、x=2;f(0)=5、f(2)=8−12+5=1,故極大值 5、極小值 1,極值差 4。 f″(x)=6x−6,零點 x=1,f(1)=1−3+5=3。兩極值點中點 ((0+2)/2,(5+1)/2)=(1,3),與拐點完全一致。

答案 極值點 x=0(極大 5)、x=2(極小 1);f″ 零點 x=1,f(1)=3。

採分點 求導 2 分;兩駐點 2 分;兩極值 2 分;二階零點 2 分;中點 2 分。

易錯點 把 f′(x) 寫成 3x²−3x,或把中點橫座標算成 (0+2)/3,都會讓兩路不重合。

題2

驗證 (1,3) 確為對稱中心:取 t=0.5 計算 f(1.5)+f(0.5),並寫出一般恆等式。

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;兩者之和 6.000000,恰等於 2×f(1)=2×3=6。 一般地 f(1+t)=t³−3t+3、f(1−t)=−t³+3t+3,相加恆為 6,與 t 無關,故 (1,3) 是對稱中心;這條恆等式也反過來驗證 f(1)=3 沒算錯。

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

採分點 兩點函數值 3 分;和為 6 2 分;一般式 3 分;結論 2 分。

易錯點 只代一個 t 就下結論不夠,必須寫出與 t 無關的一般式;也別把和寫成 2f(0)=10。

三、規律小結與對照表

量路徑一路徑二結果
極大點f′=0 得 x=0f(0)=55
極小點f′=0 得 x=2f(2)=11
中心橫座標f″=0 得 1(0+2)/21
中心縱座標f(1)=3(5+1)/23
對稱和f(1+t)+f(1−t)2f(1)6
極值差5−1—4

三次函數的中心對稱不是巧合:拐點、極值中點與 f(1+t)+f(1−t) 三條路必須給出同一個 (1,3)。函數係數為自編示意。

四、自測清單

  • f′(x) 是否為 3x²−6x
  • 兩駐點是否為 0 與 2
  • 兩極值是否為 5 與 1
  • f″(x) 是否為 6x−6
  • 中心橫座標是否兩路同為 1
  • 中心縱座標是否兩路同為 3
  • 一般恆等式是否不含 t
  • 極值差是否為 4

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):極大值 = 5;極小值 = 1;中心橫座標 = 1;中心縱座標 = 3;對稱和 = 6;極值差 = 4。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

本講只處理三次函數的拐點與中心對稱;含參三次函數分類、導數隱零點設而不求、構造函數餘項與分段函數含參零點屬相鄰板塊,其條件不同。

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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三次函數的對稱中心與兩極值點重合
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