本题导读

考查导数单调性、极值与恒成立。因式分解 ;仅在 处有极值等价于二次因式无变号零点();恒成立对 取最坏值 , 在 增、最大 ,得 。

📌【题干】

Question

(2008年天津卷(文)) 设函数 (),其中 ,.

(1)当 时,讨论函数 的单调性;

(2)若函数 仅在 处有极值,求 的取值范围;

(3)若对于任意的 ,不等式 在 上恒成立,求 的取值范围.

🔍【思路分析】

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  1. (1);代入 :,三根 ,列表判号。
  2. (2)。二次因式若无变号零点(,即 ),则 只在 变号,仅在 处有极值;若 则有两个非零变号零点,极值多于一个。
  3. (3)。对固定的 , 在 上的最大值为 ,故只需 对 成立。
  4. 为偶函数; 时 ,(), 在 增,。故 ,。

✅【答案】

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(1)增区间 、,减区间 、;(2);(3)

✍【详细解析】

Abstract

(1)当 时, 列表判号: 时 ; 时 ; 时 ; 时 . 所以 在 , 上单调递增,在 , 上单调递减. (2), 总是 的零点. 函数 仅在 处有极值,等价于二次因式 没有变号零点,即 (若 ,二次因式有两个非零实根 (因常数项 ,两根同号且都不为 ), 在 、 处也变号, 的极值点多于一个,不合题意; 时二次因式的根为二重根, 在该点不变号,仅在 处有极值,符合题意。) 所以 的取值范围是 . (3)不等式 在 上恒成立,即 对一切 、 成立. 对固定的 , 关于 递增()或递减(),其最大值为 所以只需 是偶函数,只看 :, (因 的判别式 ,恒正),故 在 上单调递增, 所以 ,即 . 所以 的取值范围是 .(经检验 时对一切 、 有 ,等号可在 、 处取得。)

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

核心考点:四次函数的极值与双参恒成立

核心方法:;;,

避坑指南: 因式分解出单根 与二次因式;“仅在一点有极值”转译为”二次因式无变号零点”;双参恒成立先固定 对 取最坏值,化为一元函数最值。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源:双参恒成立”先对参数取极”是通用招法,2009 大纲Ⅱ文第 21 题、2009 山东文第 21 题同型。

结论推广:; 判别式 恒正。

方法推广:单调性判别中 的因式分解把”恒正因式”识别出来, 在 增一目了然;端点值 即答案边界。

🔗【关联脉络】

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