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规范答题提分课(一)
传授答题章法 点拨得分技巧
函数与导数类解答题
典型例题
题目拆解
(12分)(2019·全国卷Ⅲ)已知函数f(x)=2x3-ax2+b.
(1)讨论f(x)的单调性.
(2)是否存在a,b,使得f(x)在区间[0,1]的最小值为-1且最大值为1?若存在,求出a,b的所有值;若不存在,说明理由.
本题可拆解成以下几个小问题:
(1)①求函数f(x)=2x3-ax2+b的导数;②利用分类与整合思想判断函数的单调性.
(2)①对a分类讨论,求函数f(x)的单调区间;②分别求函数f(x)的最值,列出关于a,b的方程组;③解方程组,判断a,b是否符合相应区间.
标准答案
阅卷现场
【解析】(1)对f(x)=2x3-ax2+b求导得
f′(x)=6x2-2ax=6x.…………①
所以有:当a<0时,在区间上单调递增,
在区间上单调递减,在区间(0,+∞)上单调递增;
…………②
当a=0时,f(x)在区间(-∞,+∞)上单调递增;
…………③
当a>0时,f(x)在区间(-∞,0)上单调递增,在区间上单调递减,
在区间上单调递增.
……④
(2)若f(x)在区间[0,1]上有最大值1和最小值-1,所以
若a<0,f(x)在区间上单调递增,在区间上单调递减,在区间(0,+∞)上单调递增;此时f(x)在区间[0,1]上单调递增,所以将f(0)=-1,f(1)=1代入,解得b=-1,a=0,与a<0矛盾,所以a<0不成立.
………………⑤
若a=0,f(x)在区间(-∞,+∞)上单调递增;
在区间[0,1].所以将f(0)=-1,f(1)=1代入,解得
…………⑥
若0<a≤2,f(x)在区间(-∞,0)上单调递增,在区间上单调递减,在区间上单调递增.即f(x)在区间上单调递减,在区间上单调递增,所以f(x)在区间[0,1]的最小值为f,而f(0)=b,f(1)=2-a+b≥f(0),故f(x)在区间[0,1]的最大值为f(1).
即相减得2-a+=2,
即a(a-3)(a+3)=0,又因为0<a≤2,所以无解.
…………⑦
若2<a≤3,f(x)在区间(-∞,0)上单调递增,在区间上单调递减,在区间上单调递增.即f(x)在区间上单调递减,在区间上单调递增,所以f(x)在区间[0,1]的最小值为f,
第(1)问
第(2)问
得
分
点
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
1
1
1
1
1
1
2
2
1
1
4分
8分
第(1)问踩点得分说明
①求导正确得1分;
②区间正确得1分;
③区间正确得1分;
④区间正确得1分;
第(2)问踩点得分说明
⑤求解正确得1分;
⑥结果正确得1分.
⑦结果正确得2分;
⑧结果正确得2分;
⑨结果正确得1分;
写出最终结论得1分.
而f(0)=b,f(1)=2-a+b<f(0),
所以f(x)在区间[0,1]的最大值为f(0).
即相减得=2,
解得a=3,又因为2<a≤3,所以无解.
……⑧
若a>3,f(x)在区间(-∞,0)上单调递增,在区间上单调递减,在区间上单调递增.
所以有f(x)在区间[0,1]上单调递减,
所以f(x)在区间[0,1]的最大值为f(0),最小值为f(1),
即解得
…………⑨
综上得或
………………⑩
高考状元·满分心得
1.正确运用公式
牢记求导公式与法则,正确求导是关键.
2.分类讨论要全面
含参问题分类讨论是难点,做到合理分类,不重不漏是重点.如本例中就多次出现分类与整合思想在解题中的应用.
3.定义域优先在利用导数讨论函数的单调区间时,首先要确定函数的定义域,解决问题时必须在定义域内进行.在对函数划分单调区间时,除了必须确定使导数等于0的点(导函数的零点)外,还要注意定义域内不连续点和不可导点.
4.利用导数求闭区间上连续函数的最值
(1)当函数在[a,b]上连续,在(a,b)内可导时,关键是掌握求最值的步骤:先求导数为0的点的函数值,再与区间端点处的函数值进行比较,最后取最值.
(2)函数在[a,b]上间断,或在(a,b)上连续,不一定有最值.
(3)要注意灵活运用其他方法求最值,求导不一定最简单.
跟踪演练·感悟体验
1.(2019·浙江高考)已知实数a≠0,设函数f(x)=aln x+,x>0.
(1)当a=-时,求函数f(x)的单调区间.
(2)对任意x∈均有f(x)≤,求a的取值范围.
注:e=2.718 28…为自然对数的底数.
【命题意图】本题主要考查函数的单调性,导数的运算及其应用,同时考查逻辑思维能力和综合应用能力.
【解析】(1)当a=-时,f(x)=-ln x+,