本题导读

本题作为全卷压轴题,分量极大。第一问通过求导、对含参二次分子进行分类讨论确定单调性;第二问由极值点满足的方程解出 ,化简 并构造辅助函数求值域,从而锁定参数 的取值范围。

📌【题干】

Question

(2014年湖南卷(理)) 已知常数,函数.

(1) 讨论在区间上的单调性;

(2) 若存在两个极值点,且,求的取值范围.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 第一问:

    • 对求导:(一次项恰好抵消)。

    • 导数分母恒大于0,单调性取决于分子的正负。

    • 分类讨论:当时,在时恒成立,递增;当时,有一正一负两根,在内只有一个正根。

  2. 第二问:

    • 极值点存在条件:由(1)可知,只有当时才可能有两个极值点。负根需落在定义域内,由此排除。

    • 代数代换:两极值点互为相反数,设,,其中,代入。

    • 化简构造:将化为,按与两类讨论。

    • 求值域:构造辅助函数,讨论时的取值范围。

✅【答案】

点击查看答案

当时在上单调递增;当时在上单调递减、在上单调递增,其中;

✍【详细解析】

Abstract

(1) 解:

的定义域为, 定义域。 求导得:。 通分:(一次项恰好抵消)。

  • 当时,且,故在恒成立。此时在上单调递增。

  • 当时,令得,其中正根。 当时,,单调递减;当时,,单调递增。

(2) 解: 极值点满足,即。存在两个极值点需,且两根为,(互为相反数)。 负根需落在定义域内:,即,两边平方得,即,故。

设,则,。代入化简:

其中,,故。

  • 当时,。令,设。 求导,故在上单调递减,从而。 即此时恒成立。

  • 当时,。令,则恒成立,不合题意。

综上,的取值范围为。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:含参函数的导数单调性与极值点

  2. 核心方法:求导后对分子二次式分类讨论单调性,用韦达定理代入 构造 求范围

  3. 避坑指南:注意审题与运算细节。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 含参二次型导数的分类讨论与极值点

  2. 结论推广: 两极值点互为相反数 ,由 得 。

  3. 方法推广: 可迁移到含参导数单调性讨论与极值点问题

🔗【关联脉络】

Multi column