本题导读
本题考查利用导数讨论分段函数的单调性。解题关键在于对自变量 在不同区间内分别求导,并根据参数 的取值对导数符号的影响进行分类讨论。
📌【题干】
Question
(2008年广东卷(理)) 设 ,函数 ,. 试讨论函数 的单调性.
🔍【思路分析】
破题导航
- 将分段函数 代入 ,写出分段函数 的解析式。
- 分 与 两个区间分别对 进行求导。
- 结合各区间内导函数的结构,分析参数 的正负及大小对导数符号改变的影响,进而划分临界点进行分类讨论。
✅【答案】
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当𝑥<1时,𝐹(𝑥)=11−𝑥−𝑘𝑥,所以𝐹′(𝑥)=1
✍【详细解析】
Abstract
解:由题意得,函数
(1)当 时,。
(2)当 时,。
下面根据参数 的取值范围分类讨论 的单调性:
1. 当 时:
- 对于 ,由于 且 ,故 恒成立,此时 在 上单调递增。
- 对于 ,令 。 两边平方得 。
- 当 时,, 单调递减;
- 当 时,, 单调递增。
2. 当 时:
- 对于 , 恒成立,此时 在 上单调递增。
- 对于 , 恒成立,此时 在 上单调递减。
3. 当 时:
- 对于 ,令 。
- 当 时,, 单调递减;
- 当 时,, 单调递增。
- 对于 ,由于 且 ,故 恒成立,此时 在 上单调递减。
结论归纳:
- 当 时, 的单调递增区间为 和 ,单调递减区间为 ;
- 当 时, 的单调递增区间为 ,单调递减区间为 ;
- 当 时, 的单调递增区间为 ,单调递减区间为 和 。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:导数符号与函数单调性的关系(导数大于0递增,小于0递减);分段函数各段独立求导与分析。
- 核心方法:两步讨论法。第一步按自变量 的分段界限隔离讨论;第二步在子区间内对参数 的正、零、负临界状态进行深度剥离。
- 避坑指南:
- 忘写区间开闭:分段函数在断点 处的左侧极限为 (存在渐近线),因而 必须保持开区间,而右侧 可取到值,故可写成闭区间。
- 字母开方:求驻点时,注意由 的正负决定是否能开方或保留负号(如 时 才有几何意义)。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 本题由基础初等函数(反比例复合函数与根式函数)平移组合而成,通过引入线性项 转化为标准的导数分类讨论压轴型题型。
- 结论推广: 设 满足在特定分界点两侧的导数取值域分别为 和 。当叠加线性函数 后,其导数零点存在性将由 是否落入 或 决定,这也是一阶导数分类讨论题目的通用本质。
🔗【关联脉络】
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