错因诊断3.2.3 导数(端点与取等条件)讲义-2027届高三数学一轮复习

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错因诊断 第 3 模块 · 导数 · 思维

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3.2.3·思维 —— 端点与取等条件的失守

1 先定位

导数题里最不服气的一种失分,是这一种:定义域写了,导数求对了,该分的情况也分全了,可答案还是差一段、多一个值,或者干脆写成“任意实数”。这一篇管的就是这类失分——条件都摆上桌了,你把它们往哪个位置放,让等号取不取。

三关之中,这一篇只走第二关:条件解出来之后,往哪个位置去看。第一关是读题,第三关是写过程,都不在这里展开。

第二关会失守的位置只有三个:端点、内部、远端。下表是全书的五条元错因,本篇用到第三、第四、第五条。

表 1: 五问速查:元错因的判据与信号

元错因

一句话判据

典型信号

本篇

①

题目上的量词读准了吗

□ 把“存在”读成“任意”
□ 把“至少一个”读成“恰好一个”

—

②

要分的情况,你想全了吗

□ 参数的分界处漏掉一类
□ 同一种情形算了两遍

—

③

变形之后,逆过来成立吗

□ 恒成立直接写“最小值 ≥0”
□ 把“恰等于 0”写成“不超过 0”

涉及

④

用特例代替证明了吗

□ 只验端点就宣布“恒成立”
□ 端点处一阶导数为零,当成“条件自动满足”

涉及

⑤

边界与等号,代回验了吗

□ 范围的端点没有代回原题
□ 下界取不到就丢掉等号
□ 相切那一档,零点个数多数或少数一个

涉及

③④⑤ 三行里勾中两条以上,这一篇就是为你写的。

2 典型错误

三个典型错误,每一个都只错在一处:有的少看一层台阶,有的多扔一个等号,有的多留一个值。读的时候先盖住“错在哪一行”,自己找一遍。

典型错误一:端点一阶为零,被当成“没有限制”

题目

已知函数 。若对任意 ,都有 ,求 的取值范围。

 

典型错解

,,所以 。

要在 上恒有 ,端点处必须 。现在 ,恰好满足。page number 0

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端点这一关过了,说明端点不构成限制,所以 取任意实数时 都成立,即 。

错在哪一行。最后一行。前两行做的都是对的事:算端点的函数值、算端点处的导数,这正是端点效应的标准动作。错在第三步的结论——把“端点这一关过了”当成了“题目条件成立”。

端点效应在这一题里只负责筛参数,它给出的永远是一个必要条件。更麻烦的是,这里第二层恰好等于 0:一个必要条件退化成了 0≥0 的恒等式,等于什么都没筛。这时必须往第三层走,否则所谓的“通过”是假的。

当场正解

先证 时条件成立。当 且 时,

这里用到 (,等号只在 成立)。故 在 [0,+∞) 上单调递增,从而 ,条件成立。

再证 时条件不成立。此时

在 0 的右侧附近取值时, 接近 1,而 ,故 。于是 在 0 的右侧附近单调递减,结合 得 ,即 在此处单调递减,从而 ,条件不成立。

综上, 的取值范围是 (−∞,1]。

图 1: 三条曲线都过原点,只有 钻到轴下

图上看得很直接:三条曲线从同一个点 (0,0) 出发, 与 那两条都往上走,只有 的那条在原点右侧钻到了 轴下面。钻下去的原因可以手算: 时 ,而 ,多减的 0.0048 把函数值压成了负数。一个必要条件在端点处“通过”了,可是 只走开 0.1,条件就破了。

错解的迷惑性。端点效应的口诀本身没错——“端点函数值为 0,就看端点导数的符号”——它在这个错解里也确实被完整执行了: 算对了, 算对了,0≥0 也确实是“不违反”。正因为它每一步都踩在口诀上,学生很难怀疑自己。真正的缺口藏在口诀管不到的地方:口诀只告诉你“要找什么”,没告诉你“找到之后还要干什么”。必要条件筛出来的范围,必须补一段充分性证明,这一步在错解里整个消失了;而当第二层恰好取等号时,连筛选的作用都没了,剩下的只有心理上的踏实。page number 1

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