文档文本内容
第14 题 极值求解三重智慧(解透一题)
【成都2024-2025 学年高三下二诊T8】若函数
有极值,则
的取值
范围为( )
A.
B.
C.
D.
考的过程
一元函数
极值存在的充要条件是导数为零且导数变号(或二阶导数非零),知函数
,其定义域为
.若求函数存在极值时a 的取值范围,需先对该函
数求导,再依据极值点处导数为0 且在该点两侧导数异号这一性质进行求解.
【方法一】常规求导法
利用导数与极值的关系,对函数
求导,再依据极值点处导
数为0 且在该点两侧导数异号列式求解.对函数
求导后设
,
,分
,
结合导数分析求解即可.
对
求导,依据乘积的求导法则
,其中
).
因为
,所以
.
由于
在
上恒成立,所以\\(f(x)\\)存在极值等价于
在
上存在变号零点.
对
求导可得
.
当
时,
,
在
上不存在零点.
当
时,令
,即
,解得
.
当
(即
时,
在
上
,
单调递减;在
上
,
单调递增.
.要使
存在变号零点,则
,即
,因为
,两边同时除以
得
,
,解得
.
当
)时,
,
在
上恒成立,
在
上单调递减.
当
时,
;当
时,
,所以
在
上存在变号零点.
综上,
的取值范围是
.
本题的关键在于将函数f(x)存在极值转化为
存在变号零点,通过对
求导并分析其单调性和最值来确定零点情况.在求导过程中要熟练运用求导公式和法
则,对于含参函数的单调性讨论要做到不重不漏.作为选择题,小题大做不推荐.
【方法二】分离参数法
判断函数
有无变号 零点,将方程
进行变形,使参数
得以分离,转化为
的形
式,即
.通过对函数
的图像特征、单调性以及极值
情况展开分析,进而确定参数
的取值区间.
原方程
可进行参数分离,得到
,
设
,则
.
对
求导可得:
令
,解得其临界点为
.
- 当
时,由于
,所以
呈单调递减态势.
- 当
时,因为
,所以
呈单调递增态势.
函数
在
处取得最小值, 且
因为
的最小值为
,
当
时,着原函数f(x)存在极值.所以,参数 a 的取值范围是
.
分离参数法将问题转化为函数图象交点问题,通过求导分析函数)h(x)的单
调性和最值,进而得到 (x+1)ln(x+1)的性质.这种方法避免了对参数a 的复杂分类讨论,但
需要熟练掌握函数图象的绘制和分析技巧,对极限的理解和运用也有较高要求.
【方法三】特殊值排除法
题目给定函数
,需求出该函数存在极值时a 的取值
范围.可运用特殊值排除法进行求解,即代入特定的a 值,判断函数是否存在
极值,从而排除不符合条件的选项.
由
,其定义域为
,
则
,
1. 当
时,
).
令
,对
求导可得
.
在区间
上,
,
呈单调递减态势;在区间
上,
,
呈
单调递增态势.
- 所以
,又因为
,所以
,
在
上单调递增,不存在极值.
由于
时函数无极值,而选项D 中包含1,故可排除D.
2. 当
时,
-
令
,则
.
令
,即
,解得
.
当
时,
),
单调递减;当
时,
单调递
增.
- 所以
在
处取得极小值,且
.
则在
两侧
符号不改变,(易错点:误将导数为零等同于极值存在,忽
略二阶条件或符号变化分析) f(x)不存在极值,所以选项B,C 可排除 ,答案选A.
特殊值排除法在解决这类选择题时非常有效.通过选取合适的特
殊值,能够快速地排除不符合条件的选项,缩小答案范围.在选取特殊值时,
要结合函数的特点以及选项的差异进行选择.本题中,根据选项中a 的取值边
界和特殊值进行代入验证,先排除了包含使函数无极值的a 值的选项,再通过
验证确定了正确答案.同时,在求导过程中要熟练运用求导公式和法则,准确
分析函数的单调性和极值情况,这是判断特殊值是否符合条件的关键.
解决函数有极值问题,解决的关键是要保证其导数有变号零点,处理方法较多.
直接处理函数零点的问题需要准确把握分类讨论的分界点,导函数为二次型的函数的分界
点需要考虑二次项的系数以及二次方程的判别式.所以不仅要考虑二次方程根的大致范围,
而且要注意函数值的变 化趋势.
分离参数法能够将问题转化为函数图像交点的问题,从而避免了复杂的分类讨论过程,尤
其在处理含参方程根的存在性问题时具有显著优势.
作为选择题,本题可利用特值法排除不合题意的选项,从而快速得到正确 选 项,体 现
了“小题不大做”的解题智慧.值得关注.
1.若函数
在
有极值,则
的取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
2.若函数
在
处取得极小值,则
( )
A.4
B.2
C.-2
D.-4
3.已知函数
在
上既有极大值,也有极小值,则实数a 的取值
范围为( )
A.
B.
C.
且
D.
且
4.若函数
既有极大值也有极小值,则错误的是( )
A.
B.
C.
D.
5.若函数
恰好有两个极值,则实数a 的取值范围是 ( )
A.
B.
C.
D.
6.已知函数
在
上无极值,则
的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
7.已知函数
的最大值为1.
(1)求实数
的值;
(2)若函数
有极值,求实数
的取值范围.