本题导读

本题主要考查函数图象与其导函数图象的关系。解题核心在于通过导数的几何意义建立宏观联系:原函数的单调性(增减)决定导函数的正负(x轴上下方),原函数的极值点(波峰波谷)决定导函数的零点(与x轴的交点),从而通过定性分析排除不可能的选项。

📌【题干】

Question

(2007年浙江卷(理)) 设 是函数 的导函数,将 和 的图象画在同一个直角坐标系中,不可能正确的是()

🔍【思路分析】

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  1. 利用单调性判定:若原函数在某区间递增,则该区间内导函数图象必须完全在 轴上方;若递减,则在 轴下方。
  2. 利用极值点判定:若原函数在某点取得局部极大值或极小值(即图象的波峰或波谷),且该点可导,则导函数在该点的值必为 0,即导函数图象必在此横坐标处穿过 轴。

✅【答案】

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D

✍【详细解析】

Abstract

解: 对于 (A):若开口向上的抛物线为原函数 ,其在 时单调递增,对应导数应为正;在 时单调递减,对应导数应为负。此时通过原点的正比例直线 恰好在 时大于 0,在 时小于 0,完全吻合,可能正确。

对于 (B):若单调递增的曲线为原函数 ,则其导数 必须恒大于 0。图中另一条单调递减的曲线始终在 轴上方(恒大于 0),且由于 的增长速度随 增大而变缓(切线斜率减小),对应的导函数单调递减,完全吻合(例如 ),可能正确。

对于 (C):若下方的曲线为原函数 ,其始终单调递增,则其导数 必须恒大于 0。图中上方的曲线始终在 轴上方,且由于 随 增大而增长变快(切线斜率增大),对应的导函数单调递增,完全吻合(例如 ),可能正确。

对于 (D):图中两条波浪状曲线均存在多个波峰和波谷(即极值点)。若其中一条曲线为原函数 ,则在其极值点对应的横坐标处,另一条作为导函数 的曲线必须与 轴相交(即满足 )。然而图中两条曲线均各自完全位于 轴的一侧(一条恒正,一条恒负/非正),均不与 轴相交,即不存在任何零点。因此,任何一条曲线都不可能是另一条曲线的导函数,不可能正确。

故选 (D)。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:导函数的正负号决定原函数的单调性;原函数的极值点(导数存在时)对应导函数的零点。
  2. 核心方法:特征点与特殊区间检验法。辨析这类图象题时,优先观察“波峰波谷”是否对齐“x轴交点”,其次观察“增减趋势”是否对齐“x轴上下方”。
  3. 避坑指南:切忌盲目尝试拼凑复杂的具体函数解析式,只需抓住“极值点对应零点”这一最强的几何图象约束特征,即可快速秒杀。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:本题属于微积分基础理论定性分析的经典题型,旨在考查对导数几何意义的直观想象与逻辑对齐能力。
  2. 结论推广:对于任何在区间 内可导的函数 ,若其在该区间内具有内部极值点 ,则导函数图象在该点处必有 。若在候选图象中导函数未能在该位置截断 轴,则该图象组合必然不成立。

🔗【关联脉络】

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