本题导读

本题考查分段函数最值问题的综合判定。核心在于确保两段函数的最小值均不小于指定点 的值。通过二次函数的对称轴位置以及对号函数的最值计算,建立关于参数 的不等式组。

📌【题干】

Question

(2014年上海卷(理)) 设 若 是 的最小值,则 的取值范围为 ()

A.    B.    C.    D.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 确定 的值:代入第一段解析式得 。
  2. 第一段限制 ():
    • 该段为开口向上的二次函数,对称轴为 。
    • 若要在 处取得最小值,则对称轴 必须在 的右侧,即 。
  3. 第二段限制 ():
    • 该段为对号函数加上常数 。利用基本不等式求出该段的最小值。
    • 必须满足该段的最小值 。
  4. 综合求解:联立 的不等式关系得出范围。

✅【答案】

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D

✍【详细解析】

Abstract

第一步:分析第一段 在其定义域左侧的表现:

  • 其对称轴为 。
  • 如果 ,则最小值在顶点 处取得,此时 。但 ,这与“ 是最小值”矛盾。
  • 因此,必须满足 。此时在 上函数单调递减, 是该段的最小值。

第二步:分析第二段 。 由基本不等式 (当且仅当 时等号成立)。 所以该段的最小值为 。

第三步:建立全局最值不等式 要使 是全定义的最小值,必须满足: 整理得一元二次不等式: 解得:

第四步:求交集 联立第一步得到的 与第三步得到的 :

故选 D

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:分段函数全局最值的条件是各段最小值均大于等于该特定值。

  2. 核心方法:分类讨论与基本不等式的结合。本题若忽略 的讨论,极易错选 A。

  3. 避坑指南:解析中的排除法也是一种高效策略。例如代入 ,发现第一段在 处取 而 ,迅速排除 A、B;再代入 验证符合,排除 C。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 对号函数(耐克函数)的性质、二次不等式的解法。

  2. 结论推广: 对于分段函数最值问题,除了考虑各段内部最值,还必须考虑端点处的连续性或跳跃情况。

  3. 方法推广: 涉及参数范围的选择题,优先使用特殊值排除法。

🔗【关联脉络】

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