本题导读
本题考查三次函数图象与性质。核心在于数形结合法 (穿针引线法/根轴法)、分类讨论法 (针对参数 a 的正负)的灵活运用。
📌【题干】
Question
(2020年浙江卷)9. 已知 且 ,对于任意 均有 ,则( )
A. B. C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
1. 分析函数特征:
设 。这是一个最高次项系数为 1 的三次函数。
其图象在 时, 。
其三个零点分别为 。
2. 核心逻辑:
要在 上满足 ,意味着:
- 不能在正半轴有“单零点”(即穿过 轴进入负值区的点)。
- 如果正半轴有零点,必须是重根(切点),且切点右侧必须保持向上。
- 如果零点不是重根,则它们必须全部 。
✅【答案】
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C
✍【详细解析】
Abstract
【答案】 C
【解析过程】
- 分类讨论 的符号:
- 情况 1:
若 $a > 0$,则 $x_1 = a$ 是一个正零点。
为了让 $f(x)$ 在 $x \ge 0$ 时不小于 0,这个正零点 $a$ 必须是一个“重根”。
这意味着 $x_2$ 或 $x_3$ 必须等于 $a$。
- 若 $x_2 = a$,则 $b = a$。此时 $x_3 = 2a+a = 3a$。
函数变为 $f(x) = (x-a)^2(x-3a)$。在 $x \in (a, 3a)$ 范围内 $f(x) < 0$,不合题意。
- 若 $x_3 = a$,则 $2a+b = a \implies b = -a$。
因为 $a > 0$,所以此时 $b < 0$。
函数变为 $f(x) = (x-a)^2(x-(-a)) = (x-a)^2(x+a)$。
由于 $(x-a)^2 \ge 0$ 且当 $x \ge 0$ 时 $x+a > 0$,满足 $f(x) \ge 0$ 恒成立。
**此种情况下,$b < 0$。**
- 情况 2:
若 $a < 0$,则 $x_1$ 已经在负半轴。
此时要满足 $x \ge 0$ 时 $f(x) \ge 0$,余下的两个零点 $x_2 = b$ 和 $x_3 = 2a+b$ 必须满足:
(1) 两个零点相等且为正(重根);
(2) 两个零点都 $\le 0$。
- 若 $b > 0$,则为了形成重根,$x_3$ 必须等于 $b$,即 $2a+b = b \implies a = 0$。
但这与题目 $ab \neq 0$ 矛盾。
- 因此,$x_2 = b$ 必须 $\le 0$。由于题目说 $ab \neq 0$,故 **$b < 0$**。
- 综合结论:
无论 取何值,要使条件成立,必有 。
故选:C。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 三次函数的“穿针引线”: 三次函数图象如果从右上方向左下方穿,最多有三个交点。要在某个区间保持非负,要么不进入该区间,要么在区间内以“二重根”的形式弹回。
- 重根思想: 凡是多项式不等式在某点附近“变号”却要满足“恒大于等于零”,该点必为偶数重根。
- 浙江卷的陷阱: 很多同学会去死磕 的具体大小关系。其实只需抓住“如果 会发生什么”进行反证,就能快速排除。
📖【试题探源与推广】
Tip
对于 在 成立:
- 所有的正实根必须是偶数重根(如 2 重、4 重)。
- 所有的单根(奇数重根)必须分布在 。
- 本题 ,是不可能三个根都在左侧又满足 趋势的?不对,如果三个根都 ,则当 时,三个因子都 ,乘积自然 。
快速求解: 代入特殊值法:
若选 D ():取 ,则零点为 。。当 时,,排除 D。
若 ,逻辑自洽。选 C。
🔗【关联脉络】
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