本题导读

本题考查函数的极值,以及三次函数的图象与性质。

📌【题干】

Question

(2021年乙卷理)设 ,若 为函数 的极大值点,则   

A.      B.      C.      D.

🔍【思路分析】

破题导航

本题考查利用导数或函数图象的性质研究函数的极值。解决本题有两条主线:

  1. 数形结合法(三次函数的图象性质):已知 和 是函数的零点,且 是重根(切点)。根据最高次项系数( 或 )决定函数图象的走向,再结合“极大值”的几何直观,即可锁定 与 的大小关系,最后统一为一个代数不等式。

  2. 纯代数求导法:求导并因式分解。要使 为极大值点,导函数 必须在 处发生“左正右负”的变号。通过构造变号因子,可以非常严谨地解出参数不等式。

✅【答案】

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D

✍【详细解析】

Abstract

解法一:数形结合(三次函数图象法)

令 ,解得 或 。

即 及 是 的两个零点,且 是二重根,图象在此处与 轴相切。

情况 1:当 时

三次函数 的最高次项系数为 ,因此当 时,。

图象整体呈“从左下到右上”的趋势。

因为 是极大值点,且 ,所以图象在 的左侧须大于 0,右侧须小于 0(但在 处相切,说明只能是先增后减接触 轴),

故极大值点 必须在穿过 轴的零点 的左侧。

此时得到:。

不等式两边同乘 (因 ),得 。

情况 2:当 时

三次函数 的最高次项系数为 ,因此当 时,。

图象整体呈“从左上到右下”的趋势。

同理,要使 是极大值点(且 ),图象必须在相切处形成一个“凸起”。

这要求极大值点 必须在穿过 轴的零点 的右侧。

此时得到:。

不等式两边同乘 (注意 ,需要变号),得 。

综上所述:无论 还是 ,都必然有 。

故选 D。

解法二:导数代数法(符号判定)

对 求导:

提取公因式 :

为了方便观察变号趋势,我们人为提取一个负号,构造出 :

令 。

因为我们已知 是极大值点,所以 在 附近必须满足左正右负:

  • 当 时,;

  • 当 时,。

我们观察变号因子 :

  • 当 时,;

  • 当 时,。

可以发现, 的符号变化与极大值点所要求的 符号变化完全一致!

这就意味着,在 附近,剩余的部分 必须恒为正数,即 。

代入 计算:

展开得到:

故选 D。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 三次函数的“切线”性质:形如 的函数,其图象必在 处与 轴相切。这是一个极其重要的高考高频考点。

  2. 极值的导数定义:极大值点 处的导数 且在其邻域内左正右负。解法二中“分离变号项”的技巧非常实用,它将复杂的解不等式组问题转化为代入求值并判断符号的问题,极大降低了由于分类讨论带来的失误率。

  3. 分类讨论与统一:本题中选项 C 和 D 是对立的,A 和 B 只是 大于 0 或小于 0 时的局部情况。遇到带参选择题,当得到 且 时,不要慌,统一乘上参数 往往就能看到本质。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:待补

  2. 结论推广:待补

🔗【关联脉络】

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