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
错因诊断 第 3 模块 · 导数 · 思维
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” | — |
② | 要分的情况,你想全了吗 | □ 参数的分界处漏掉一类 | — |
③ | 变形之后,逆过来成立吗 | □ 恒成立直接写“最小值 ≥0” | 涉及 |
④ | 用特例代替证明了吗 | □ 只验端点就宣布“恒成立” | 涉及 |
⑤ | 边界与等号,代回验了吗 | □ 范围的端点没有代回原题 | 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。
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错因诊断 第 3 模块 · 导数 · 思维
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。
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