本题导读

本题考查导数的运算。核心在于导数分析法、构造辅助函数法的灵活运用。

📌【题干】

Question

(2017年浙江卷) 已知函数 ().

(1)求 的导函数;

(2)求 在区间 上的取值范围.

🔍【思路分析】

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  1. 第一问(求导):函数 是乘积形式,需使用乘法法则 。其中 ,求导时注意复合函数处理。
  2. 第二问(值域):
  • 找导数零点:令 ,解出可能的极值点。
  • 列表分析单调性:根据导函数在各区间的正负,判定 的增减性。
  • 端点与趋势:计算 处的函数值,并分析当 时 的极限趋势。
  • 确定范围:结合单调性和极值,得出函数值的取值区间。

✅【答案】

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:

✍【详细解析】

Abstract

解: (1), 。 或者整理为:。

(2)令 : 由 得 ; 由 得 ,即 。 分析 在 上的正负:

  • 当 时, 且 ,故 , 单调递减;
  • 当 时, 且 ,故 , 单调递增;
  • 当 时, 且 ,故 , 单调递减。

计算关键点的值:

  • ;
  • ;
  • ;
  • 当 时,。

比较可知,最小值在 处取得,; 最大值在 或 处取得。 因为 ,所以 。 因此最大值为 。 故 的取值范围是 。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  • 求导变形技巧:第一问的导数结果如果不进行因式分解,第二问将极难寻找零点。看到 和 的倍数关系要敏锐。
  • 值域的全面性:在半闭区间上,除了考虑极值,必须考虑端点值以及无穷远处的趋势。
  • 本题难度在于导函数的符号判断。通过将 分解为多个因式的乘积,可以清晰地看到各个转折点对正负号的影响。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 变式思考:若 的范围改为 ,函数是否有最小值?
  • 此时 依然有极小值 ,但由于 不在开区间内,函数值将无限接近 但无法取到。
  1. 知识关联:本题考查了导数在处理“指数+代数”复合函数中的标准流程,是高考导数大题的经典考法。

🔗【关联脉络】

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